二氧化硅納米顆粒對(duì)聚偏氟乙烯超濾膜的影響及機(jī)理研究.pdf

1、聚偏氟乙烯(PVDF)是一種應(yīng)用前景較好的超濾和微濾膜材料，但PVDF的疏水性和低強(qiáng)度限制其在水處理中的廣泛應(yīng)用，所以，提高PVDF膜的親水性和強(qiáng)度處于重要的地位。近年來向鑄膜液中添加無機(jī)組分來制備有機(jī)-無機(jī)膜的研究引起了人們的關(guān)注，親水性的納米顆粒可以改善膜的親水性和力學(xué)性能。 本論文首先探討了制備PVDF-SiO2雜化膜的可能性，發(fā)現(xiàn)將SiO2納米顆粒用超聲波分散在混合溶劑中能形成均勻、穩(wěn)定、透明和澄清的溶液，然后在此溶液中

2、加入聚合物PVDF和添加劑經(jīng)過攪拌溶解可以配成均勻穩(wěn)定的鑄膜液，采用相轉(zhuǎn)化法制備了PVDF-SiO2雜化膜，研究了SiO2納米顆粒對(duì)鑄膜液粘度和成膜過程的影響，及不同孔結(jié)構(gòu)下SiO2納米顆粒對(duì)膜超濾性能及力學(xué)性能的影響規(guī)律及其機(jī)理。 研究結(jié)果表明，在含有SiO2納米顆粒的鑄膜液中，由于SiO2顆粒表面存在大量硅醇基，硅醇基和DMAC之間具有強(qiáng)烈的相互作用，使PVDF鏈更容易聚集形成大分子網(wǎng)絡(luò)而增加了鑄膜液粘度，又由于膜表面富含羥

3、基，膜的接觸角由71°降為63°，PVDF膜的親水性增加。 對(duì)于沒有添加劑的PVDF相轉(zhuǎn)化膜，納米SiO2顆粒使膜的孔隙率增大，純水通量增大，截留率略微減小，納米SiO2顆粒主要起致孔劑的作用，使雜化膜的拉伸強(qiáng)度變小，彈性模量增大；在加入較少的添加劑，如PVP1％或LiCl1％時(shí)，SiO2使膜的結(jié)構(gòu)變得致密，在截留率變化極微的情況下雜化膜的水通量提高了1倍多，拉伸強(qiáng)度變大，彈性模量減小，且以PVP為添加劑的膜強(qiáng)度弱?。划?dāng)加入添加