納米無機(jī)粒子改性PVDF膜結(jié)構(gòu)與性能的研究.pdf

1、聚偏氟乙烯(PVDF)膜因?yàn)槠淞己玫幕瘜W(xué)性能，熱穩(wěn)定性和機(jī)械性能，而被廣泛應(yīng)用。然而，由于PVDF本身疏水性較強(qiáng)，導(dǎo)致PVDF膜在使用過程中疏水性強(qiáng)，膜易被有機(jī)物污染，導(dǎo)致膜的水通量下降和使用壽命縮短，限制其廣泛應(yīng)用。另外，浸沒沉淀相轉(zhuǎn)化法制備的膜水通量低。為了提高PVDF膜的綜合性能，分別將無機(jī)納米粒子TiO2和MWCNTs引入PVDF復(fù)合膜中，通過蒸汽相轉(zhuǎn)化法(VIPS)法制備PVDF/無機(jī)納米粒子復(fù)合膜。這種改性方法制造工藝簡(jiǎn)單，

2、可以明顯的提高膜的性能。通過多種測(cè)試方法如掃描電子顯微鏡(FESEM)、孔徑分布、孔隙率、水通量、水接觸角、靜態(tài)蛋白吸附試驗(yàn)和拉伸強(qiáng)力等分別研究不同添加量的TiO2和MWCNTs對(duì)PVDF形態(tài)結(jié)構(gòu)、滲透性能、抗污染性能和力學(xué)性能的影響。同時(shí)研究了不同溫度、濕度和PVDF濃度對(duì)復(fù)合膜結(jié)構(gòu)和性能的影響。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果摘要如下：
　　PVDF成膜工藝會(huì)對(duì)膜結(jié)構(gòu)和性能產(chǎn)生影響，測(cè)試結(jié)果表明，當(dāng)PVDF濃度為25wt％，溫度為50℃，濕

3、度為80％時(shí)，PVDF/TiO2和PVDF/MWCNTs復(fù)合膜的性能最好。通過對(duì)PVDF/TiO2膜的測(cè)試，結(jié)果表明，當(dāng)TiO2含量為1％時(shí)，PVDF/TiO2膜的水通量、親水性、膜表面蛋白吸附量、孔徑分布和機(jī)械性能等性能明顯提高。通過FESEM測(cè)試結(jié)果可以看到，PVDF/TiO2和PVDF/MWCNTs兩種復(fù)合膜的表面均是由球狀顆粒結(jié)構(gòu)組成，并且球狀顆粒的尺寸都隨著TiO2和MWCNTs含量的增加而減小。
　　本文中，通過紅外光

4、譜、廣角X-射線衍射(WXRD)、X-射線光電子能譜(XPS)、FESEM和水接觸角等測(cè)試研究了PVDF濃度對(duì)PVDF/MWCNTs復(fù)合膜結(jié)構(gòu)和性能的影響。結(jié)果表明，PVDF/MWCNTs的水接觸角從143.6°下降到98.1°，結(jié)晶度卻從15.8％增加到23.8％。XPS分析結(jié)果表明大量的MWCNTs聚集在膜表面。通過FESEM對(duì)PVDF/MWCNTs復(fù)合膜形貌的觀察，發(fā)現(xiàn)PVDF/MWCNTs復(fù)合膜是由球狀顆粒組成，球狀顆粒尺寸隨著