TiO2_聚砜超滤膜成膜热力学及成孔剂溶出动力学研究

精细石油化工进展ADVANCESINFINEPETROCHEMICALS第19卷第5期Tioz／聚,超滤膜成膜热力学及成孔剂溶出动力学研究康永榆林市瀚霆化工技术开发有限公司，陕西榆林718100摘要采用浊点滴定法，通过控制改性剂TiOz浓度及环境温度研究L-S相转化法成膜过程热力学机理。以PEG为成孔剂，采用I.-S相转化法制备聚hA超滤膜，通过控制改性剂Ti02的浓度、凝胶浴温度及溶出时间研究I.-s相转化法成膜过程中PEG的溶出动力学。实验结果表明：随着铸膜液中TiO?浓度的升高，浊点曲线逐渐靠近溶剂轴，铸膜液对非溶剂的容纳能力降低；浊点曲线随滴定温度的升高逐渐远离溶剂轴，铸膜液对非溶剂的容纳能力提高。随着Tioz浓度的升高，成膜过程中PEG的溶出量逐渐升高，PEG的溶出速率逐渐增大；PEG的溶出量随凝胶浴温度的升高逐渐降低，溶出速率逐渐减小；随着溶出时间的延长，PEG的溶出量逐渐增加并趋于稳定，PEG溶出速率减小。关键词热力学机理溶出动力学浊点滴定法凝胶浴聚砜超滤膜工业上最廉价的超滤膜材料是聚rx，它具有机制方面的意义，需要深入研究TiOz的浓度和凝以下优点：价格低廉且易获得，相对于其他材料它胶浴温度对铸膜液动力学和热力学性质的影响。的机械强度、抗压密性以及耐热性、化学稳定性都本文主要以PVP高分子聚合物为成孔剂，采非常好，它使用的pH范围也很宽（pH为2-12.);用浊点滴定法绘制三元相图，通过控制改性剂但也存在缺点，憎水性使疏水溶质易在膜表面产TIO?的浓度以及温度研究L-.S相转化法成膜过生吸附和沉积，阻塞膜孔造成膜污染，使膜的性能程热力学机理；以PEG高分子聚合物为成孔剂，降低，寿命缩短，利用率下降，因此聚#j[,膜的改性通过控制改性剂TiO?的浓度、凝胶浴温度和挥发非常重要，受到广大科研人员的重视。目前，二氧时间来研究L-.9相转化法成膜过程中PEG的溶化sk(tioz）是研究最为广泛的一种无机材料，因出动力学，以实现通过添加改性剂调整铸膜液的为TiO?具有很多优点，包括无毒、无光腐蚀；抗组成及控制成膜外部条件改变超滤膜的结构，增菌、光催化性；防紫外线、超亲水性［i]；能够降解强超滤膜性能，延长超滤膜寿命，提高超滤膜利用大多数有机污染物；在苛刻件下的稳定性；商业率，以及通过研究高分子聚合物的溶出动力学来实用性，易于制备等优势。在水处理和膜技术中确定聚合物固化成膜的相分离过程，为将来探究TiO?被越来越多的人应用，其中有人研究并报道高分子聚合物溶出速率对膜结构和性能的影响做了纳米Ti02作为催化剂光催化降解水中顽固的好充分的准备。污染物［2-3]。通过研究表明，膜的亲水性因为，～～～一．TiO?与高分子超滤膜的复合得到了显著的改*u.*--z*J月J/.',ul>*iuvhjqi'a-+-'-,+.'--*1.I实验仪器与试剂分子、、，「「著影响着铸膜液的性质与超滤膜的微观结构。因屁为了萌确彘性剂『诚的雁角机制在研究成膜耱黩裁霉盅翘师现从事复合材料研究工作。2018年9月康永．TiO?／聚bx超滤膜成膜热力学及成孔剂溶出动力学研究市康德化工有限公司；碘化钾，分析纯，天津市永上脱落，将制得的超滤膜放人蒸馏水中浸泡。大化学试剂有限公司；去离子水，自制，青岛农业1.3浊点滴定大学资源与环境学院。在制备超滤膜的过程中，为了改良PSF超滤SCM杯式超滤系统，中国科学院应用物理研膜的截留率与渗透性，需要在铸膜液中添加适当究所；UVZ102C紫外分光光度计，尤尼柯（上海）的高分子改性剂，本实验添加TiOz。为真实地反仪器有限公司。映制备超滤膜过程中的热力学过程，实验将研究1.2实验方法PSF-PVP-TiOz-.9-MS的五元体系的三元相1,2.1铸膜液的制备过程图。为得到PSF-PVP-TiO?-.9-NS的五元体根据一定的配比配置不同Tioz浓度的铸膜系的三元相图，便于阐述体系的热力学过程，本实液，总质量为40g，配比分别为PSF16o/c，即6.4验把TiO?看作溶剂，将它的质量算到所用溶剂的g;pvp(peg）为I00/o，即4g;DVAc分别为质量中去。73.9do,73.80/o,73.70/o,73.6%，即质量分别为I）控制铸膜液的温度分别为is，20，2529.56,29.52,29.48,29.dAg;TiOz质量比分别为30`C，得到不同温度时PSF-PVP-TiO?-S-N.90.Idc,0.20/o,0.BOlo,0.40/o，即质量为0.04体系浊点相图。2）在20℃下，保持PSF含量不0.08,0.12,0.16g。实验步骤如下：先将PSF放变，改变PVP质量分数，使PVP含量分别为60/o*在电热鼓风干燥箱内烘干，温度设置为9OqC，时9aO.10％及12％配制铸膜液，得到不同PVP含量间为6l