含油废水广泛来源于石油化工、机械制造、冶金、页岩气等行业，其中乳化油的去除是含油废水处理的重点和难点。超滤膜处理乳化油废水具有较强的优势，而油滴在膜表面吸附和聚结造成的膜污染制约着膜分离技术在含油废水处理中广泛应用。本研究以解决聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜在乳化油分离过程中的膜污染问题为出发点，将低表面能的含氟材料引入到膜分离材料中，在膜表面创造出非均相的多级结构，以PVDF超滤膜的抗污染性能。
通过自由基聚合方法合成了甲基丙烯酸聚乙二醇酯与丙烯酸六氟丁酯随机共聚物P(HFBA-r-PEGMA)，将其作为膜改性剂与PVDF共混，对膜材料进行原位改性。通过控制PVDF相分离和结晶行为，以乙醇与水的混合溶液作为凝胶浴，采用非溶剂诱导相转化制得改性的PVDF超滤膜。通过扫描电镜观察膜表面多级微纳形貌。通过接触角测试考察膜表面对水和油滴的亲疏性。对膜在油水乳化液分离过程中的污染指数进行分析，发现含氟基团的引入可有效提高PVDF超滤膜的抗污染性能，表现为通量恢复率的提高和通量衰减程度降低：随含氟基团在膜内含量的增加，膜的通量恢复率由38%上升至90%，通量衰减可由82%降低至38%。当膜内含氟基团含量较高时，表面多级微纳结构的引入可进一步提高通量恢复率至97%，降低通量衰减。研究表明，在膜表面同时引入低表面能基团和多级微纳结构可使超滤膜具有良好的抗油污染的性质，实现膜分离在含油废水处理中的高效应用。 |