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          孔徑分布對PVDF中空纖維超濾膜膜污染行為的深入分析

          發表日期:2018-01-04 14:53文章編輯:國初科技瀏覽次數: 標簽:    

                據中國化學工程學報微信公眾平臺2017年12月28日訊 南京工業大學曾凱亮(Kailiang Zeng, Jie Zhou, Yue Zhou, Chuan Shi, Xiaozu Wang, Liyue Zhou, Xiaobin Ding, Zhaohui Wang, Enrico Drioli)等人《孔徑分布對PVDF中空纖維超濾膜膜污染行為的深入分析(Insight into fouling behavior of PVDF hollow fiber membranes caused by dextran with different pore size distributions)》一文發表在《中國化學工程學報》上:
            由于具有較高的熱穩定性、較強的機械性能及良好的加工特性,聚偏氟乙烯(PVDF)已經成為了一種廣泛應用于超濾(UF)、微濾(MF)和膜生物反應器(MBR)等膜過程的膜材料。在這些應用過程中,膜污染常常不可避免,導致PVDF膜滲透性能大幅衰減,嚴重影響其經濟性,抑制膜污染是PVDF膜應用中受到關注的核心問題。機械沖洗、高壓反沖洗、化學清洗等是減輕膜污染、恢復膜通量的常用手段,但化學清洗對膜材料耐化學腐蝕性要求較高,頻繁化學清洗會大大降低分離膜的使用壽命;高壓反沖洗、機械沖洗方法對去除膜面濾餅層很有效,能夠在一定程度上緩解膜污染,但是對不可逆的膜孔堵塞污染效果有限。因此,開發高抗污染PVDF膜對提高其使用過程中的穩定通量、減少清洗次數、延長清洗周期具有重要意義。
            提高PVDF膜的抗污染性能有多種方法,包括結構控制、表面改性、共混改性、接枝改性等。其中,PVDF膜的微結構對其膜污染行為具有重要的影響,微結構與膜的抗污染行為之間具有一定的對應關系,PVDF膜的微結構控制是提高其抗污染性能的關鍵。但是,目前膜微結構對膜污染行為的影響規律還不確定。本文考察了孔徑在24~94 nm之間的不同PVDF膜污染行為,系統深入分析了膜微結構對膜污染行為的影響規律,研究了不同孔徑分布的PVDF膜污染前后的孔徑演變、通量衰減和臨界通量變化。結果顯示,孔徑越小,膜的抗污染能力越強,孔徑為24 nm的PVDF膜具有遠高于其他孔徑PVDF膜的抗污染性能。隨著PVDF膜孔徑的減小,其臨界通量由34~43 L/m2h上升到105~114 L/m2h。臨界通量的上升表明小孔徑PVDF膜具有較低的污染趨勢和較高的抗污染能力。

           

          孔徑分布對PVDF中空纖維超濾膜膜污染行為的深入分析


            綜上,本論文揭示了PVDF膜微結構與其抗污染性能之間的關系,為開發高抗污染PVDF超濾膜提供了理論指導,對提高PVDF超濾膜的使用通量和壽命,進一步提高PVDF膜的研究和開發水平具有重要意義。
            通訊作者介紹

           

          孔徑分布對PVDF中空纖維超濾膜膜污染行為的深入分析


            崔朝亮,博士,南京工業大學化工學院副教授,膜科學技術研究所有機超/微濾膜課題組組長,中國膜工業協會疏水膜專委會委員,中國海水淡化與水再利用學會青年委員會委員,江蘇省“六大人才高峰”高層次人才培養對象、江蘇省“雙創博士”計劃資助對象。師從徐南平院士和范益群教授,2011年畢業于南京工業大學化學化工學院,獲工學博士學位;2011年至2014年在韓國Hanyang University(漢陽大學)先后擔任博士后和研究助理教授工作,與膜領域著名科學家Enrico Drioli教授和Young Moo Lee教授合作,開展聚合物膜方面的研究。近年來,承擔了國家重點研發計劃、國家自然科學基金、江蘇省自然科學基金等項目,在Prog Polym Sci, J Membr Sci, Sep Purif Technol等雜志上發表SCI收錄論文20余篇,申請中國發明專利8件和PCT專利1件,并參與了《高性能膜材料與膜技術》、《Encyclopedia of Membranes》等書籍的編寫。
            團隊介紹

           

          孔徑分布對PVDF中空纖維超濾膜膜污染行為的深入分析


            研究團隊為南京工業大學膜科學技術研究所有機超/微濾膜課題組。課題組近年來圍繞高抗污染PVDF膜的制備展開深入研究,針對PVDF膜污染和綠色制備工藝,探索并解決相關基礎科學問題,對PVDF膜微結構進行精準調控和定向改性,并從加拿大引進了在膜領域具有20多年研發經驗的Zhaohui Wang (汪朝暉)教授,獲得了江蘇省雙創計劃、特聘教授等項目的支持,為PVDF中空纖維超濾膜的產業化提供理論指導。研究成果經南京九思高科技有限公司工業放大后,孵化了南京久盈膜科技有限公司,并支撐其技術創新與進步,相關產品應用于全球首套膜法制漿廢水零排放示范工程,性能優于國際知名品牌,推廣應用于其他廢水處理項目,成果轉化新增產值數億元,得到了黨和國家領導人、各級政府和社會各界的充分肯定。

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