纳米TiO2复配添加剂对PVDF中空纤维膜结构和性能的影响

该文将纳米二氧化钛（TiO2）粒子与高分子致孔剂、非溶剂、表面活性剂和无机盐4类制膜添加剂复配处理,采用浸没沉淀相转化法制备聚偏氟乙烯（PVDF）-TiO2复合中空纤维膜。通过扫描电子显微镜、X射线衍射、能谱、拉伸试验、接触角测定和截留试验分别对复合膜的微观孔结构、晶相结构、Ti元素分布、机械性能、亲水性、过滤性能和抗污染性能进行了表征,讨论了纳米TiO2粒子对PVDF膜结构和性能的影响。结果表明通过改变复配添加剂中TiO2粒子的含量,可以有效调控复合膜的结构和性能。当复配添加剂中w（TiO2）为2％（占PVDF固含量的质量分数埘％）时,纯水通量由216L／m^2·h提高至402L／m^2·h,牛血清蛋白截留率由95％降低至90％,复合膜整体性能较为优异。     

纳米TiO_2改性PVDF超滤膜的制备

采用溶液刮膜法制备了聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜,利用TiO_2溶胶对PVDF超滤膜进行了改性。通过扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、接触角测量仪、拉力测定仪等对改性前后PVDF超滤膜进行了形貌、结构、亲水性能以及力学性能测试。结果表明,PVDF超滤膜的最佳配方:w(PVDF)为16%,聚乙烯吡咯烷酮与N,N-二甲基乙酰胺质量分数分别为2%,82%。纳米TiO_2能均匀分散在PVDF超滤膜中,显著提升了超滤膜的各项性能,改性PVDF超滤膜中,w(TiO_2)最佳为2%,膜的纯水通量达226.5 L/(m~2·h),牛血清蛋白截留率保持在89.3%,膜的牛血清蛋白污染率由38.5%降至6.7%,膜与水接触角由69.4°降至45.2°。     

纳米改性膜生物反应器处理生活污水的试验研究

对聚偏氟乙烯(PVDF)微滤膜进行共混改性,制备了3组不同纳米TiO2质量分数的膜组件。通过对膜的微观结构、接触角、孔隙率、平均孔径和水通量等参数进行表征,及放置膜生物反应器内处理生活污水的小试试验研究,对比了3组的出水水质、膜通量和通量恢复率。结果表明:3个膜组件的出水水质均能达到《城市污水再生利用城市杂用水水质标准》(GB/T 18920—2002)的要求,纳米TiO2改善了PVDF中空纤维膜的亲水性,提高了其抗污染能力,有利于延迟膜的清洗周期。     

聚偏氟乙烯共混膜的制备和性能研究

主要讨论了聚偏氟乙烯(PVDF)膜以及聚甲基丙烯酸甲酯(PVDF/PMMA)、PVDF/PMMA/PS(聚砜)共混膜的制备及性能,并研究了不同添加剂对PVDF/PMMA/PS共混膜的结构和性能的影响。实验数据表明:PVDF/PMMA/PS共混膜的通量最大;PVPK 40成膜通量最大;T iO 2成膜截留率最大。     

双改性Al2O3/PVDF杂化膜的制备和性能研究

为了提高PVDF膜的亲水性和力学强度,利用硅烷偶联剂乙烯基三甲氧基硅烷和碱液分别对Al2O3粒子和聚偏氟乙烯（PVDF）进行了改性,并以改性后产物为制模材料,以过氧化苯甲酰（BPO）为引发剂,将改性纳米Al2O3粒子引入到PVDF中,通过热致相变法制备了双改性Al2O3/PVDF杂化膜。随后,考察了硅烷偶联剂对Al2O3粒子粒径及不同碱浓度和碱处理时间对PVDF结构的影响,并对制备的双改性膜做了性能测试。结果表明,当添加的硅烷偶联剂的质量分数为33%时,Al2O3粒子的粒径降为43.47 nm,在此基础上,当添加的改性Al2O3粒子的质量分数为5%时,杂化膜的截留率为83.1%,通量为621.5 L/m2.h,膜的拉伸强度达到5.01Mpa,改性纳米Al2O3粒子的引入,是杂化膜通量和力学强度提高的主要原因。     

PMMA-b-PEG-b-PMMA对相转化法制备PVDF多孔膜的改性研究

聚偏氟乙烯(PVDF)作为常用的微滤/超滤膜材料,因疏水、易受污染的特点导致其应用受到限制。采用PMMA-b-PEG-b-PMMA两亲聚合物为改性剂,以浸没-沉淀相转化法制备PVDF多孔膜,通过扫描电镜、力学拉伸、表面接触角、水通量测试等方法,表征了两亲聚合物的共混改性对膜结构与性能的影响。结果表明随着两亲嵌段聚合物含量的增加,膜主体结构都能保持海绵状结构,表面接触角从95°下降到65°,清水通量与BSA溶液通量都明显提高,PVDF膜的亲水性得到明显改善。     

离子液体接枝型纳米二氧化硅对聚偏氟乙烯膜的亲水化改性研究

采用溶液接枝法合成了离子液体接枝型纳米二氧化硅(IL-Si O2),并利用浸没沉淀相转化法制备了聚偏氟乙烯/离子液体接枝型纳米二氧化硅(PVDF/IL-Si O2)杂化膜,考察了IL-Si O2含量对杂化膜性能的影响。采用流动电位、接触角和水通量等手段分析研究了杂化膜的性能。研究结果表明,PVDF/IL-Si O2杂化膜表面带有正电荷;IL-Si O2的加入显著提高了杂化膜的亲水性、拉伸强度和断裂伸长率;杂化膜纯水通量显著增加的同时,对蛋白质的吸附量和截留率均有一定程度上的提高。     

微米SiO_2对PVDF膜性能的影响

以聚偏氟乙烯(PVDF)为基体材料,N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,加入二氧化硅(SiO_2),利用相转化法制得共混膜PVDF/SiO_2,利用扫描电子显微镜(SEM)观察共混膜的结构。另外,通过成膜动力学、水通量、截留率、接触角以及差示扫描量热法(TGA)等测试,对共混膜的性能进行表征,确定SiO_2的最佳用量。结果表明:与PVDF膜相比,添加微米SiO_2可使共混膜的综合性能显著提高,且随着SiO_2含量的增加,共混膜的热稳定性呈增强趋势。当PVDF与SiO_2质量比为90/10时,成膜性能较好,成膜后表面孔分散均匀且孔径较小,膜内部形成相互贯通的孔结构,水通量由12.8 L/(m~2·h)增大到62.72 L/(m~2·h),截留率提高了17.9%,接触角降低了8°,共混膜的综合性能最佳。     

PVDF微滤膜表面改性与沉积Ag纳米颗粒研究

本文采用聚乙烯吡咯酮(PVP)和过硫酸铵(APS)对聚偏氟乙烯(PVDF)膜表面改性处理,并将纳米Ag颗粒负载在PVDF膜表面,制备了PVDF-PVP-Ag和PVDF-APS-Ag膜。结果表明PVP通过物理吸附在PVDF膜表面,使得膜的亲水性得到改善,沉积Ag纳米颗粒后膜的亲水性和耐污染性能得到显著提高,PVDF-PVP-Ag膜的纯水通量要优于PVDF基膜,通量恢复率达到93%;APS处理的PVDF-APS-Ag膜是通过化学脱氟反应改性而成,虽然PVDF-APS-Ag膜的亲水性也有提高,但是PVDF-APS-Ag膜的力学强度明显下降,以及其不均匀性导致Ag粒子聚集在膜表面,从而影响膜的耐污染性能。     

聚多巴胺改性粘土掺杂聚偏氟乙烯中空纤维杂化超滤膜的制备及性能研究

利用聚多巴胺对粘土进行改性制得PDA-Clay,显著提升粘土在有机溶剂中的分散性;将改性粘土与聚偏氟乙烯(PVDF)共混,通过相转化的方法制备PVDF中空纤维杂化膜。实验结果表明:PDA-Clay纳米颗粒的含量对PVDF中空纤维膜的结构具有明显的影响;与PVDF膜相比,杂化膜的亲水性和机械强度均有明显的提高;当PDA-Clay添加量为2.0%(质量分数)时,杂化膜的机械强度由2.0MPa提高至2.9 MPa,内外表面的接触角分别由73.7°、72.6°下降至55.4°、56.8°。因此,通过聚多巴胺亲水改性粘土,并与聚偏氟乙烯掺杂共混,可成功制备亲水性好和机械强度高的PVDF中空纤维杂化膜。     

氧化铝凝胶改性聚偏氟乙烯超滤膜的制备与表征

为提高聚偏氟乙烯超滤膜的亲水性,采用Al_2O_3凝胶对有机高分子聚偏氟乙烯膜进行改性,制备Al_2O_3凝胶改性聚偏氟乙烯超滤膜,并与非凝胶化无机纳米Al_2O_3颗粒改性进行对比。考察铸膜液中Al_2O_3凝胶加入量对改性聚偏氟乙烯超滤膜性能和结构的影响。采用扫描电镜、X射线能谱、傅里叶红外光谱和超滤实验等对超滤膜结构和性能进行表征,结果表明,Al_2O_3凝胶加入量1.0 g时,改性超滤膜水通量提高5.48倍;扫描电镜表明,改性超滤膜和未改性超滤膜均为典型的非对称结构,改性超滤膜表面孔数目明显增加,断面微观结构未发生改变;红外光谱及能谱分析表明,Al_2O_3凝胶与高分子聚偏氟乙烯之间为物理共混。Al_2O_3凝胶改性聚偏氟乙烯超滤膜,改善了膜表面亲水性,提高水通量,并保持较大截留率。     

葡萄糖对聚偏氟乙烯膜性能的影响

用相转化法制备了聚偏氟乙烯/葡萄糖共混膜。当聚偏氟乙烯质量分数为10%,葡萄糖质量分数为4%时,膜的水通量和孔隙率最高,为33.1 mL/(cm2.h)和92.6%;接触角也由92°减小为72°,显示出很好的亲水性。并对共混膜的微观结构、XRD、红外光谱和热稳定性进行了详细的研究,讨论了聚偏氟乙烯和葡萄糖的共混机理。     

聚偏氟乙烯膜亲水化改性研究进展

为弥补强疏水性聚偏氟乙烯(PVDF)膜在实际应用中的缺陷,从膜本体及膜表面2个角度入手,阐述了国内外对PVDF膜亲水化改性的主要方法。膜本体改性主要是将膜材料与亲水性聚合物或无机纳米材料共混,从而改善PVDF膜的亲水性能;而膜表面改性则主要是通过表面涂覆改性与表面接枝改性来实现。PVDF膜亲水性的增强,能有效改善膜的抗污染能力,从而大大提高膜的过水通量,并延长其使用寿命。     

TiO_2/PVDF改性中空纤维超滤膜的制备与性能表征

采用非溶剂致相分离法制备TiO_2/PVDF改性中空纤维超滤膜,利用傅里叶红外吸收光谱技术、扫描电镜表征了膜的化学组成及微观形态,考察了添加纳米TiO_2粒子对PVDF膜的纯水通量、截留率、机械强度、孔隙率及亲水性等性能的影响。结果表明,与未添加纳米TiO_2粒子的膜相比,其微观结构、亲水性及膜性能均有显著提高;纳米TiO_2粒子的添加有效改善了膜的亲水性及机械强度,但过量添加会造成团聚,从而影响膜的分离性能。纳米TiO_2粒子的质量分数为1%时制得的膜综合性能为优,纯水通量达到了524.3 L/(m2·h),BSA截留率达到了96.3%,拉伸强度为2.69 MPa,断裂伸长率为182%,表面纯水接触角为65.4°,孔隙率为77.9%。     

超疏水聚偏氟乙烯复合微孔膜的制备及性能

提出了一种超疏水聚偏氟乙烯（PVDF）复合微孔膜的制备方法。以相转化法制备的PVDF膜为基膜,通过恒压过滤将多壁碳纳米管（MWCNTs）沉积到PVDF基膜表面,再经聚二甲基硅氧烷（PDMS）溶液修饰,可制得接触角达162°、滚动角约10°的PVDF复合微孔膜。用原子力显微镜和扫描电镜对膜表面进行结构分析,并测试了膜的接触角、气通量和机械强度等性能,考察了MWCNTs及PDMS浓度对膜结构和性能的影响。研究表明,CNTs在具有微米级粗糙度的基膜上强化了纳米结构,提高了膜的粗糙度,PDMS降低了膜的表面能,二者协同作用使复合膜的接触角大幅提高,滚动角显著下降。与高度疏水的PVDF基膜相比,PVDF复合膜的疏水性大幅提高,断裂伸长率加倍,在模拟海水真空膜蒸馏过程中,保持了较高的传质通量和截留率,具有更好的操作稳定性和抗污染性能。     

PVDF共混亲水膜的制备及其性能研究

通过自由基聚合法将甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）接枝到预处理的聚偏氟乙烯（PVDF）上，制备一种新型的聚合物PVDF-g-PHEMA。以PVDF-g-PHEMA作为亲水性添加剂，利用非溶剂致相分离法（NIPS）制备PVDF共混亲水膜，并研究铸膜体系PVDF-g-PHEMA含量对PVDF共混膜亲水性能的影响。实验结果表明，铸膜体系中PVDF-gPHEMA为25%的共混膜表面水接触角103±1°降低到45.6°，膜表面抗污染性增强。通过X射线光电子能谱、傅里叶红外光谱仪、扫描电子显微镜和孔径分析仪对制备的亲水膜表面进行表征，PVDF共混亲水膜表面含有羟基、酯基、膜孔径增加。抗污染和稳定性测试表明，PVDF共混亲水膜具有优异的抗蛋白质吸附性能和良好的稳定性。     

P(MMA-co-HEA)/PVDF共混分离膜的制备及性能研究

以甲基丙烯酸甲酯(MMA)为主要单体,以丙烯酸羟乙酯(HEA)为功能单体,利用自由基溶液聚合制备了共聚物P(MMA-co-HEA),与聚偏氟乙烯(PVDF)进行共混,制成分离膜。通过改变功能单体HEA的含量,制得一系列分离膜,分别测试其FTIR、TG、SEM、水接触角、水通量、牛血清蛋白(BSA)截留率以及耐污染性能。发现亲水组分P(MMA-co-HEA)的引入能显著改善共混膜的亲水性,随着HEA含量的提高,其水通量、热稳定性和耐污染性能都逐渐提升,对BSA的截留率有所降低。其中MMA:HEA为3:2时共混膜的整体性能最好。     

聚偏氟乙烯/有机累托土纳米复合超滤膜的制备、表征和性能研究

用溶液插层法制备了聚偏氟乙烯(PVDF)/有机累托土(OREC)纳米复合超滤膜,研究了OREC含量对复合膜力学性能、表面粗糙度、微观形貌、结晶行为和亲水性的影响,并测定了复合膜的性能。结果表明:OREC的加入对复合膜微观形貌有重要影响,使膜的孔隙率从44.6%增加至71.3%;OREC的加入有利于PVDF中亲水性β相的生成,在其含量较高时能显著提高复合膜的表面粗糙度和表面亲水性,并能同时提高复合膜的纯水通量和蛋白截留率;刚性OREC片层的加入,能显著改善复合膜的力学性能,对弹性模量的增强尤为明显,可达纯PVDF膜的5.8倍。     

聚偏氟乙烯中空纤维膜的制备

本丈研究了聚偏氟乙烯（PVDF）中空纤维微滤膜的制备。采用亲水聚合物材料（如PMMA、改性聚醚硅油等）对聚偏氟乙烯材料进行共混改性,显著提高了膜材料的亲水性;同时由于材料性质的改变,导致膜材料在成膜时的凝胶特性和相转化发生变化,所成膜的孔径、通水量、孔隙率、表面性能等也发生改变。通过选择合适的共混体系,可制备出高性能、高孔隙率、表面亲水的聚偏氟乙烯中空纤维膜。     

IL/GO/PVP/PVDF改性膜处理重金属离子的研究

将离子液体（IL）1-乙基-3-甲基咪■六氟磷酸盐（[EMIM]PF₆）、氧化石墨烯（GO）、聚乙烯吡咯烷酮K30（PVP）、聚偏氟乙烯（PVDF）、二甲基甲酰胺（DMF）共混制备IL/GO/PVP/PVDF改性超滤膜。以IL/GO复合添加剂为变量,测试了膜对Cd²⁺、Pb²⁺、Hg²⁺ 3种重金属离子的截留率和抗污染率,并探究了离子浓度和pH对膜截留性能的影响。结果表明,IL/GO的添加降低了超滤膜接触角,有效提高了膜表面的亲水性。当IL/GO复合添加剂质量分数为4%/0.6%时膜的综合性能最佳,对Cd²⁺、Pb²⁺、Hg²⁺的截留率可达96.31%、97.72%、96.47%,受污染后通量恢复率为79.24%、85.70%、82.28%。