Stato di sviluppo della membrana per il trattamento delle acque in PVDF
Con la crescente attenzione al trattamento delle acque reflue urbane e alla qualità dell'acqua potabile, nonché alla rapida applicazione delle acque reflue industriali, della desalinizzazione dell'acqua di mare, delle membrane mediche e dei campi bioenergetici, la tecnologia dei materiali per membrane per il trattamento delle acque è diventata un'importante strategia di sviluppo nell'acqua del mio paese trattamento delle risorse. È un "membro" del piano nazionale di sviluppo strategico dell'industria emergente. Inoltre, la resina PVDF ha eccellenti prestazioni globali, formando una catena industriale con elementi come materiali a membrana, elementi di membrana, componenti di membrana e dispositivi a membrana ed è ampiamente utilizzata nella ricerca scientifica e nella produzione industriale. Le membrane polimeriche organiche dominano il mercato delle membrane esistente come il polisulfone (PSF), il polietersulfone (PES), il poliacrilonitrile (PAN), la poliammide, il polivinilidene fluoruro (PVDF) e il politetrafluoroetilene (PTFE). Il PVDF è uno dei materiali per membrane più comunemente utilizzati e ha ampie prospettive di applicazione nel campo della separazione a membrana.
Applicazione della resina PVDF nella membrana per il trattamento dell'acqua:
La membrana per il trattamento dell'acqua separa il liquido e la materia attraverso la differenza di pressione o differenza di potenza elettrica su entrambi i lati del confine della membrana. A causa dei diversi obiettivi di filtrazione, impurità, strutture macromolecolari (proteine, colloidi), piccole molecole o ioni vengono separati in base a diverse dimensioni e proprietà chimiche. Può essere suddiviso in membrana di microfiltrazione, membrana ultramicro, membrana ad osmosi inversa, membrana di nanofiltrazione, membrana per elettrodialisi e così via. Le membrane di microfiltrazione sono utilizzate principalmente nelle acque reflue, nel trattamento delle acque reflue e in altri campi; le membrane di ultrafiltrazione sono ampiamente utilizzate nelle acque reflue, nel trattamento e riutilizzo delle acque reflue e nella purificazione dell'acqua; le membrane di nanofiltrazione sono utilizzate principalmente in acqua pura, acqua addolcita, acqua priva di ioni, desalinizzazione dell'acqua di mare e così via; mentre le membrane ad osmosi inversa possono essere utilizzate nella desalinizzazione dell'acqua di mare e in altri campi.
Metodo di preparazione della membrana per il trattamento dell'acqua in PVDF:
Il PVDF è un polimero cristallino con elevata resistenza meccanica, buona resistenza chimica e stabilità termica ed eccellente resistenza all'invecchiamento e mostra buone prestazioni di lavorazione durante la preparazione di membrane piatte, a fibra cava o tubolari. Le membrane in PVDF vengono utilizzate nella microfiltrazione (MF), viene applicata l'ultrafiltrazione (UF) nella preparazione del processo di trattamento dell'acqua, la membrana - bioreattore (MBR) è un'applicazione tipica della microfiltrazione e dell'ultrafiltrazione. Le membrane in PVDF possono essere preparate mediante separazione di fase indotta da solventi (NIPS), separazione di fase indotta termicamente (TIPS), separazione di fase indotta da vapore (VIPS), colata di soluzioni, elettrofilatura e altri metodi.
Separazione di fase non indotta da solvente (NIPS), il polimero viene sciolto in un solvente per formare una soluzione omogenea e l'estraente viene aggiunto per estrarre il solvente per formare una struttura a due fasi in cui il polimero è la fase continua e il il solvente è la fase dispersa, quindi l'estraente viene rimosso. Infine si ottiene un polimero con una certa struttura dei pori. La separazione di fase indotta termicamente (TIPS) può preparare membrane di ultra/microfiltrazione, solitamente con due diversi meccanismi di separazione di fase, separazione di fase liquido-liquido, formando una struttura a doppia rete continua di pori, migliorando il flusso d'acqua e mantenendo la resistenza; fase solida-liquida Separazione per formare una struttura porosa ricca di sferuliti.
La tecnologia di elettrofilatura continua può preparare una varietà di diversi tipi di nanofibre, che arricchiscono il campo di applicazione dei prodotti a membrana in nanofibra PVDF ed è una tecnologia ampiamente utilizzata nella ricerca di frontiera. ① Strato di nanofibre di acrilonitrile (PAN) elettrofilato, fluoruro di polivinilidene (PVDF) e ossido di antimonio-stagno (ATO) composito nuova membrana di nanofibre di conversione fototermica, l'idrofilia dello strato PAN fornisce canali di trasmissione dell'acqua per evitare il fenomeno della salatura, realizzare un efficiente trasferimento di calore locale, migliorare la desalinizzazione dell’acqua di mare e l’efficienza della purificazione dell’acqua. ②La membrana in nanofibra PVDF-SiO2 elettrofilata ha un'elevata idrofilia e una scarsa lipofilicità e mostra buone prestazioni di separazione per diverse portate, concentrazioni iniziali di olio e sistemi olio-acqua. Ha ampie prospettive di applicazione nel trattamento delle acque reflue oleose. ③ Le membrane rGO/PVDF con diverse concentrazioni di rGO preparate mediante elettrofilatura sono state applicate nel sistema di trattamento della salamoia AGMD, mostrando un flusso di acqua del permeato e una velocità di desalinizzazione più elevati e una concentrazione inferiore di boro o sale del permeato.
Lo sviluppo futuro deve essere portato avanti in modo da ridurre i costi, migliorare le prestazioni, aumentare la stabilità ed estendere la durata di servizio. ① Migliorare la resistenza meccanica, l'anti-invecchiamento, la resistenza agli agenti atmosferici, migliorare la durata e la qualità del trattamento; ② Arricchire i tipi di membrane per il trattamento dell'acqua, far fronte alla purificazione di diverse qualità dell'acqua e adattarsi a condizioni di lavoro speciali come l'alta temperatura e l'ambiente acido-base; ③ La modifica delle proprietà idrofile migliora l'antinquinamento Il materiale di adsorbimento è facile da pulire; ④ Progettare in modo ragionevole la dimensione del foro del filtro, la disposizione del foro del filtro aumenta l'area di filtrazione effettiva e migliora il flusso della membrana.
