聚四氟乙烯(PTFE)中空纖維多孔膜因其優(you) 異的化學穩定性、耐溫性和抗汙染性能,在化工、冶金、電鍍、印染等行業(ye) 的高難廢水處理中表現出顯著的優(you) 勢和應用潛力。然而,PTFE本身表麵能低、疏水性強,使其水潤濕性和透水性差,這限製了其在水相過濾體(ti) 係中的應用。為(wei) 了克服這一難題,研究人員提出了多種改性方法。
浙江大學高分子科學與(yu) 工程學係朱利平教授研究團隊開發了一種新的分子橋聯策略,通過兩(liang) 步液相沉積方法,在PTFE等多孔膜表麵和內(nei) 部孔道中複合TiO2、SiO2及Fe2O3超薄無機納米塗層,賦予膜材料高親(qin) 水性。這種技術不僅(jin) 提高了膜的親(qin) 水性,還在高溫、酸堿等極端條件下保持長效穩定。采用該技術改性後的PTFE中空纖維膜水接觸角可在4秒內(nei) 下降至0°,純水滲透通量達到6000 L m⁻² h⁻¹ bar⁻¹。
通過優(you) 化熱焊接成型過程,可以進一步提高PTFE中空纖維膜的產(chan) 水通量,並降低生產(chan) 成本。具體(ti) 來說,通過模擬不同加熱方式下的膜絲(si) 外表麵溫度分布,選擇最優(you) 的加熱工藝,使PTFE膜的支撐層材料更耐高溫且成本更低。流體(ti) 仿真模型也有助於(yu) 優(you) 化現有膜組件結構,提高膜絲(si) 利用率。
PTFE中空纖維膜主要應用於(yu) 空氣淨化、水處理、化學加工、生物製藥等領域。在空氣淨化方麵,它能高效過濾空氣中的塵埃顆粒;在水處理方麵,特別是高氨氮廢水處理場景中有重要應用。全球市場主要集中在日本及歐美國家,如日本的東(dong) 洋紡株式會(hui) 社和美國的戈爾公司等。盡管我國在PTFE中空纖維膜領域技術水平相對落後,但隨著研發熱情和技術進步,未來發展前景依然廣闊。
PTFE中空纖維膜因其優(you) 越的物理化學性質和不斷改進的技術,已在水處理領域展現出巨大的應用潛力和市場前景。