Tình trạng phát triển của màng xử lý nước PVDF
Với sự chú ý ngày càng tăng đến chất lượng nước uống và xử lý nước thải đô thị, cũng như ứng dụng nhanh chóng nước thải công nghiệp, khử mặn nước biển, màng y tế và lĩnh vực năng lượng sinh học, công nghệ vật liệu màng xử lý nước đã trở thành một chiến lược phát triển quan trọng ở nước tôi. xử lý tài nguyên. Đây là "thành viên" của kế hoạch phát triển ngành công nghiệp mới nổi mang tính chiến lược quốc gia. Hơn nữa, nhựa PVDF có hiệu suất toàn diện tuyệt vời, tạo thành chuỗi công nghiệp với các thành phần như vật liệu màng, thành phần màng, thành phần màng và thiết bị màng, được sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu khoa học và sản xuất công nghiệp. Màng polymer hữu cơ chiếm lĩnh thị trường màng hiện có như Polysulfone (PSF), Polyethersulfone (PES), Polyacrylonitrile (PAN), Polyamide, Polyvinylidene Fluoride (PVDF), và Polytetrafluoroethylene (PTFE). PVDF là một trong những vật liệu màng được sử dụng phổ biến nhất và có triển vọng ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực tách màng.
Ứng dụng nhựa PVDF trong màng xử lý nước:
Màng xử lý nước ngăn cách chất lỏng và vật chất thông qua chênh lệch áp suất hoặc chênh lệch điện năng ở hai bên ranh giới màng. Do mục tiêu lọc khác nhau, các tạp chất, cấu trúc đại phân tử (protein, chất keo), các phân tử nhỏ hoặc ion được tách ra theo kích thước và tính chất hóa học khác nhau. Nó có thể được chia thành màng vi lọc, màng siêu vi, màng thẩm thấu ngược, màng lọc nano, màng điện phân, v.v. Màng vi lọc chủ yếu được sử dụng trong nước thải, xử lý nước thải và các lĩnh vực khác; màng siêu lọc được sử dụng rộng rãi trong nước thải, xử lý và tái sử dụng nước thải, lọc nước; màng lọc nano chủ yếu được sử dụng trong nước tinh khiết, nước làm mềm, nước không có ion, khử mặn nước biển, v.v.; trong khi màng thẩm thấu ngược có thể được sử dụng trong khử mặn nước biển và các lĩnh vực khác.
Phương pháp chế tạo màng xử lý nước PVDF:
PVDF là một loại polymer tinh thể có độ bền cơ học cao, khả năng kháng hóa chất và ổn định nhiệt tốt, khả năng chống lão hóa tuyệt vời và cho thấy hiệu suất xử lý tốt khi chuẩn bị màng phẳng, sợi rỗng hoặc hình ống. Màng PVDF được sử dụng trong vi lọc (MF), siêu lọc (UF) trong quá trình chuẩn bị xử lý nước được áp dụng, màng - bioreactor (MBR) là một ứng dụng điển hình của vi lọc và siêu lọc. Màng PVDF có thể được điều chế bằng cách tách pha không do dung môi (NIPS), tách pha do nhiệt (TIPS), tách pha do hơi (VIPS), đúc dung dịch, quay điện và các phương pháp khác.
Tách pha không do dung môi (NIPS), polyme được hòa tan trong dung môi để tạo thành dung dịch đồng nhất và chất chiết được thêm vào để chiết dung môi tạo thành cấu trúc hai pha trong đó polyme là pha liên tục và dung môi là pha phân tán, sau đó chất chiết được loại bỏ. Cuối cùng, thu được một polyme có cấu trúc lỗ rỗng nhất định. Tách pha cảm ứng nhiệt (TIPS) có thể chuẩn bị màng siêu lọc/vi lọc, thường có hai cơ chế tách pha khác nhau, tách pha lỏng-lỏng, tạo thành cấu trúc lỗ mạng liên tục kép, cải thiện dòng nước và duy trì cường độ; pha rắn-lỏng Tách để tạo thành cấu trúc lỗ rỗng hình cầu.
Công nghệ quay điện liên tục có thể tạo ra nhiều loại sợi nano khác nhau, giúp làm phong phú thêm lĩnh vực ứng dụng của các sản phẩm màng sợi nano PVDF và là công nghệ được sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu tiên phong. ① Lớp sợi nano acrylonitrile (PAN) quay điện, polyvinylidene fluoride (PVDF) và màng sợi nano chuyển đổi quang nhiệt mới tổng hợp antimon thiếc oxit (ATO), tính ưa nước của lớp PAN cung cấp các kênh truyền nước để tránh hiện tượng muối hóa, thực hiện truyền nhiệt cục bộ hiệu quả, nâng cao hiệu quả khử mặn nước biển và lọc nước. ②Màng sợi nano PVDF-SiO2 quay điện có tính ưa nước cao và tính ưa mỡ kém, đồng thời cho thấy hiệu suất phân tách tốt đối với các tốc độ dòng chảy, nồng độ dầu ban đầu và hệ thống dầu-nước khác nhau. Nó có triển vọng ứng dụng rộng rãi trong việc xử lý nước thải có dầu. ③ Màng rGO/PVDF với các nồng độ rGO khác nhau được điều chế bằng phương pháp quay điện đã được áp dụng trong hệ thống xử lý nước muối AGMD, cho thấy dòng nước thấm qua và tốc độ khử muối cao hơn, đồng thời nồng độ muối hoặc boron thấm qua thấp hơn.
Sự phát triển trong tương lai phải được thực hiện theo hướng giảm chi phí, cải thiện hiệu suất, tăng độ ổn định và kéo dài tuổi thọ sử dụng. ① Cải thiện độ bền cơ học, chống lão hóa, chống chịu thời tiết, nâng cao tuổi thọ và chất lượng điều trị; ② Làm phong phú các loại màng xử lý nước, xử lý các chất lượng nước khác nhau và thích ứng với các điều kiện làm việc đặc biệt như nhiệt độ cao, môi trường axit-bazơ; ③ Sửa đổi đặc tính ưa nước giúp cải thiện khả năng chống ô nhiễm Vật liệu hấp phụ dễ làm sạch; ④ Thiết kế kích thước lỗ lọc hợp lý, bố trí lỗ lọc giúp tăng diện tích lọc hiệu quả và cải thiện dòng chảy của màng.
