État de développement de la membrane de traitement de l'eau PVDF
Avec l'attention croissante portée au traitement des eaux usées urbaines et à la qualité de l'eau potable, ainsi qu'à l'application rapide des eaux usées industrielles, du dessalement de l'eau de mer, des membranes médicales et des domaines de la bioénergie, la technologie des matériaux de membrane de traitement de l'eau est devenue une stratégie de développement importante dans le secteur de l'eau de mon pays. traitement des ressources. C'est un « membre » du plan stratégique national de développement des industries émergentes. De plus, la résine PVDF présente d'excellentes performances globales, formant une chaîne industrielle avec des éléments tels que des matériaux membranaires, des éléments membranaires, des composants membranaires et des dispositifs membranaires, et est largement utilisée dans la recherche scientifique et la production industrielle. Les membranes polymères organiques dominent le marché des membranes existantes telles que le polysulfone (PSF), le polyéthersulfone (PES), le polyacrylonitrile (PAN), le polyamide, le fluorure de polyvinylidène (PVDF) et le polytétrafluoroéthylène (PTFE). Le PVDF est l’un des matériaux membranaires les plus couramment utilisés et présente de larges perspectives d’application dans le domaine de la séparation membranaire.
Application de résine PVDF dans la membrane de traitement de l’eau :
La membrane de traitement de l'eau sépare le liquide et la matière grâce à la différence de pression ou à la différence de puissance électrique des deux côtés de la limite de la membrane. En raison des différentes cibles de filtration, les impuretés, les structures macromoléculaires (protéines, colloïdes), les petites molécules ou les ions sont séparés selon différentes tailles et propriétés chimiques. Il peut être divisé en membrane de microfiltration, membrane ultramicro, membrane d'osmose inverse, membrane de nanofiltration, membrane d'électrodialyse, etc. Les membranes de microfiltration sont principalement utilisées dans les eaux usées, le traitement des eaux usées et d'autres domaines ; les membranes d'ultrafiltration sont largement utilisées dans les eaux usées, le traitement et la réutilisation des eaux usées et la purification de l'eau ; les membranes de nanofiltration sont principalement utilisées dans l'eau pure, l'eau adoucie, l'eau sans ions, le dessalement de l'eau de mer, etc. tandis que les membranes d'osmose inverse peuvent être utilisées dans le dessalement de l'eau de mer et dans d'autres domaines.
Méthode de préparation de la membrane de traitement de l’eau PVDF :
Le PVDF est un polymère cristallin doté d'une résistance mécanique élevée, d'une bonne résistance chimique et stabilité thermique, ainsi que d'une excellente résistance au vieillissement, et présente de bonnes performances de traitement lors de la préparation de membranes plates, à fibres creuses ou tubulaires. Les membranes PVDF sont utilisées en microfiltration (MF), l'ultrafiltration (UF) dans la préparation du processus de traitement de l'eau, le bioréacteur à membrane (MBR) est une application typique de la microfiltration et de l'ultrafiltration. Les membranes PVDF peuvent être préparées par séparation de phase induite par un solvant (NIPS), séparation de phase induite thermiquement (TIPS), séparation de phase induite par la vapeur (VIPS), coulée en solution, électrofilage et d'autres méthodes.
Séparation de phases induite par un solvant (NIPS), le polymère est dissous dans un solvant pour former une solution homogène, et l'agent d'extraction est ajouté pour extraire le solvant afin de former une structure à deux phases dans laquelle le polymère est la phase continue et le le solvant est la phase dispersée, puis l'agent d'extraction est éliminé. Enfin, un polymère avec une certaine structure de pores est obtenu. La séparation de phase induite thermiquement (TIPS) peut préparer des membranes d'ultra/microfiltration, généralement avec deux mécanismes de séparation de phase différents, une séparation de phase liquide-liquide, formant une double structure de pores en réseau continu, améliorant le flux d'eau et maintenant la résistance ; Séparation de phase solide-liquide pour former une structure de pores remplie de sphérulites.
La technologie d'électrofilage continu peut préparer une variété de différents types de nanofibres, ce qui enrichit le champ d'application des produits membranaires en nanofibres PVDF et constitue une technologie largement utilisée dans la recherche de pointe. ① Couche de nanofibres d'acrylonitrile (PAN) électrofilée, fluorure de polyvinylidène (PVDF) et oxyde d'étain d'antimoine (ATO) nouvelle membrane composite de nanofibres de conversion photothermique, l'hydrophilie de la couche PAN fournit des canaux de transmission d'eau pour éviter le phénomène de relargage, réaliser un transfert de chaleur local efficace, améliorer l'efficacité du dessalement de l'eau de mer et de la purification de l'eau. ②La membrane en nanofibres électrofilées PVDF-SiO2 présente une hydrophilie élevée et une lipophilie médiocre, et présente de bonnes performances de séparation pour différents débits, concentrations initiales d'huile et systèmes huile-eau. Il a de larges perspectives d’application dans le traitement des eaux usées huileuses. ③ Les membranes rGO/PVDF avec différentes concentrations de rGO préparées par électrofilage ont été appliquées dans le système de traitement de saumure AGMD, montrant un flux d'eau de perméat et un taux de dessalement plus élevés, et une concentration de bore ou de sel de perméat plus faible.
Les développements futurs doivent être menés dans le sens d'une réduction des coûts, d'une amélioration des performances, d'une stabilité accrue et d'une prolongation de la durée de vie. ① Améliorer la résistance mécanique, l'anti-vieillissement, la résistance aux intempéries, améliorer la durée de vie et la qualité du traitement ; ② Enrichir les types de membranes de traitement de l'eau, faire face à la purification de différentes qualités d'eau et s'adapter aux conditions de travail spéciales telles qu'un environnement acido-basique à haute température ; ③ La modification des propriétés hydrophiles améliore l'anti-pollution. Le matériau d'adsorption est facile à nettoyer ; ④ Concevez raisonnablement la taille du trou du filtre, la disposition du trou du filtre augmente la zone de filtration efficace et améliore le flux membranaire.
