Protection chemistry assisted functionalization of PVDF membranes using phosphoric acid

Abstract

Protection Chemistry assisted Functionalization of PVDF Membranes using Phosphoric Acid YUN JU CHOI Department of Chemistry The Graduate School Hanyang University Fluorine-containing polymer membranes, such as Poly(vinylidene fluoride) (PVDF), getting intensive attention in the waste treatment field. While these polymers have exceptional mechanical and chemical stability, their inherent hydrophobic nature significantly limits water permeability. In this study, we first propose a novel fabrication method to enhance the water permeance and heavy metal removal capability of PVDF membranes using protection chemistry. The protection group- assisted non-solvent induced phase separation (PG-NIPS) method, combined with a potentially ionizable copolymer additive, successfully incorporates an amphiphilic copolymer into the PVDF matrix, resulting in superior water permeance while maintaining its morphological structure. Moreover, the phosphoric acid functional group in PVDF membranes provides additional metal removal capacity and fouling resistance against organic pollutants. This innovative fabrication method demonstrates the possibility of protection chemistry in membrane fabrication, and PVDF-CP membranes are poised to play a crucial role in addressing future water pollution challenges.|폴리(비닐리덴 플루오라이드) (PVDF)와 같은 플루오린 함유 고분자 막은 폐기물 처리 분야에서 많은 관심을 받고 있습니다. 이러한 고분자들은 훌륭한 기계적 및 화학적 안정성을 가지고 있지만, 그들의 고유한 특성인 강한 소수성 때문에 분리막은 낮은 수 투과도를 가지며, 이는 성능 저하의 원인이 됩니다. 본 연구에서는 PVDF 막의 수 투과도와 중금속 제거 능력을 향상하기 위한 새로운 제조 방법을 제안합니다. 잠재적으로 이온화 가능한 공중합체 첨가제를 이용한 보호 화합물 보조 비용매 유도 상 분리 (PG-NIPS) 방법은 PVDF 분리막의 내부 구조를 유지하면서도 분리막 내에 고분자 효과적으로 도입하여 우수한 수투과도 성능을 갖게 합니다. 게다가, PVDF 막의 인산 기능성 그룹은 금속 제거 능력과 유기 오염물에 대한 막 오염 저항을 개선해줍니다. 이 새로운 분리막 제조 방법은 막 제조 과정에서 보호기를 이용한 친수화의 가능성을 입증하며, PVDF-CP 막은 미래의 수질 오염 문제를 해결하는 데 중요한 역할을 할 것으로 기대됩니다.