聚偏氟乙烯/金属镍杂化膜的制备和表征

以N,N二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,以氯化镍(NiCl2)和聚乙二醇(PEG)为添加剂,采用一步法和两步法2种凝固浴方法制备PVDF/金属镍杂化膜,考察2种凝固浴法以及NiCl2和PEG的含量对PVDF/金属镍杂化膜的亲水性、膜结构和力学性能的影响.结果表明:NiCl2对PVDF膜的亲水性有明显的影响,PEG使得一步法膜的水通量和亲水性有了显著提高;采用一步法,NiCl2为8%且PEG为5%时杂化膜的亲水性和力学性能最好.     

GO/PVDF复合微滤膜制备及其性能表征

为了探究GO对PVDF微滤膜亲水性及渗透性能的影响,以GO作为无机添加剂,利用相转化法制备了高性能GO/PVDF复合微滤膜,先后考察了铸膜液预挥发时间、凝固浴温度对复合膜性能的影响,同时从成膜机理的角度上分析了GO投加量对复合膜结构和性能的影响,确定了最优制膜配方.结果表明:保持铸膜液预挥发时间为0 s、凝固浴温度为29℃时更有利于提高膜纯水通量和截留率;投加GO后大幅度提高了膜亲水性,当GO的相对质量分数(即相对于PVDF的质量分数)为1.5%时,膜表面形成了致密的多孔结构,使纯水通量提高了87.6%,对BSA的截留率从63.56%增加到了71.27%.     

复合稀释剂体系下聚偏氟乙烯平板膜的制备与表征

为获得具有杰出的透水性能及力学性能的分离膜,采用低温热致相分离法(L-TIPS),通过聚偏氟乙烯(PVDF)/邻苯二甲酸二丁酯(DBP)/邻苯二甲酸二辛酯(DOP)三元体系制备了PVDF平板膜.并研究PVDF浓度、稀释剂配比、降温速率以及凝固浴温度对膜结构与性能的影响.研究结果表明:随着PVDF和DOP含量的增加,膜结构由球粒堆积结构逐渐转变为双连续结构;纯水通量和孔隙率均随着PVDF浓度的增大而减小,而膜断裂强度和断裂伸长率随着PVDF浓度的增大而增大;当凝固浴温度与铸膜液温度相差不大且降温速率减慢时,膜纯水通量与平均孔径增大,而孔隙率几乎不变.因此,当铸膜液中PVDF质量分数达到40%,在20℃空气冷却的条件下对铸膜液体系进行降温,凝固浴温度为60℃时,能够得到透水性好且力学性能优良的分离膜,纯水通量可达325.65 L/(m2·h),拉伸强度可达1.80 MPa.     

凝固浴DMAc质量分数对吸附剂/聚醚砜杂化膜通透性能的影响

以聚醚砜为膜基质材料,微米级粉末状吸附剂为功能性颗粒,以不同质量分数的DMAc溶液为凝固浴,采用相转化的方法,制备吸附剂/聚醚砜杂化膜.研究了凝固浴质量分数对杂化膜的形态结构、纯水通量以及牛血清蛋白截留率的影响.结果表明:随着凝固浴质量分数逐渐增加.杂化膜内部的海绵状结构越来越明显;其纯水通量首先呈下降趋势,但当凝固浴质量分数超过60%以后又开始上升;杂化膜对牛血清蛋白的截留率,与水通量正好相反,先呈上升的趋势,当凝固浴质量分数超过60%后又开始下降.     

载银TiO2纳米管/PVDF共混杂化膜的性能

将载银TiO2纳米管(AgTNT)添加到PVDF铸膜液中,利用相转化法制备载银TiO2纳米管/PVDF杂化膜;通过扫描电子显微镜、接触角测定、过滤实验和抑菌实验等考察了杂化膜的微观结构、亲水性、抗污染性和抑菌性,并研究了杂化膜在光照下的自清洁能力.结果表明:添加适量AgTNT纳米材料后,杂化膜的分离性能、亲水性、抗污染性和抑菌性都得到了改善;膜清洗实验表明采用曝气/光照组合清洗可以使杂化膜的通量恢复率达到86.2%;在多次污染-清洗循环使用中,杂化膜表现出了稳定的通量恢复率.     

PVDF/AFMS杂化膜的制备及对Cu~(2+)的吸附

为提高膜对水溶液中铜离子的吸附效果,采用共缩聚法制备了氨基功能化介孔二氧化硅(AFMS)微球,然后将AFMS微球与聚偏氟乙烯(PVDF)以不同质量比共混,通过浸没沉淀相转化法制备了PVDF/AFMS杂化膜.采用SEM、FTIR对膜结构进行表征,并考察PVDF/AFMS杂化膜对水溶液中Cu~(2+)(初始质量浓度为300 mg/L)的吸附效果.结果表明:AFMS成功嵌入PVDF膜中;随着AFMS质量分数、pH(7.0)、Cu~(2+)溶液体积和接触时间的增加,杂化膜对Cu~(2+)的吸附量逐渐增大,直至达到吸附平衡;当AFMS在铸膜液固含量中所占质量分数为40%、pH值为6.0、Cu~(2+)溶液体积为20 mL、接触时间为120 min时,PVDF/AFMS杂化膜对Cu~(2+)的吸附量高达57.3 mg/g;经过5次吸附-脱附实验,该杂化膜对Cu~(2+)的吸附量为54.6 mg/g,为初始吸附量的95%以上.说明该杂化膜具有良好的吸附性能和再生性能,且操作简便.     

聚砜/β-环糊精杂化超滤膜的制备及性能研究

为提高聚砜(PSF)超滤膜的亲水性,采用浸没沉淀相转换法掺杂共混制备了聚砜/β-环糊精杂化超滤膜,并通过扫描电子显微镜(SEM)、接触角测量仪、原子力显微镜(AFM)、膜性能评价仪等对传统聚砜超滤膜和聚砜/β-环糊精杂化超滤膜的结构和性能进行了表征,考察了β-环糊精添加量、搅拌温度及凝固浴温度对聚砜/β-环糊精杂化超滤膜纯水通量和截留率的影响。研究结果表明:当添加β-环糊精的总质量分数为1.5 wt%时,聚砜/β-环糊精杂化膜的膜通量比PSF纯膜提高了7.6%;β-环糊精的加入减小了膜的纯水接触角,改善了PSF膜的亲水性,降低了膜表面的粗糙度,提高了膜的耐污染性能。     

氧化石墨烯改性海藻酸纤维的结构与性能研究

针对以纯海藻酸钠制备的海藻酸纤维力学性能不理想的问题,本文采用改进的霍姆斯法合成了氧化石墨烯(graphene oxide,GO),并以盐酸溶液作为凝固浴,对添加了GO的海藻酸钠溶液采用湿法纺丝,成功制备了GO改性海藻酸纤维,并考察了改性纤维的结构特征(化学结构、微观结构与聚集态结构)、力学性能、阻燃性能及吸附性能。研究结果表明,改性纤维在径向表面上分布有不规则的沟壑、横截面形貌同样不规整,GO的加入使改性纤维的断裂强度及断裂伸长率明显提高。当GO的质量分数为5%时,断裂强度为普通海藻酸纤维的199%,断裂伸长率为普通海藻酸纤维的125%。而且与普通的海藻酸纤维相比,改性纤维的阻燃性能获得了极大的提升,同时,对二价铜离子保持着良好的吸附性。该研究为制备功能型海藻酸纤维提供了理论参考。     

UiO-66改性PVDF超滤膜的制备及亲水性

为了改善聚偏氟乙烯(PVDF)的亲水性和力学性能,将UiO-66与PVDF共混,采用溶液致相分离法制得共混超滤膜;考察了不同含量的UiO-66纳米粒子对PVDF超滤膜的纯水通量、亲水性、截留率、力学性能等的影响,并利用扫描电子显微镜观察超滤膜的形貌,通过X射线衍射仪表征了UiO-66在超滤膜中的存在状态和晶体结构,通过拉伸测试仪和接触角测量仪分别表征了超滤膜的力学性能和膜表面的亲水性。结果表明:在UiO-66的质量分数为1.67%时,膜的性能最优,与原膜相比,纯水通量提高了6倍,约达到120 L/(m~2·h);对BSA的截留率提高了11.53%,约达到95.16%;水接触角降低了24°,达到68°;拉伸强度提高了2.2倍,约为4.13 MPa。     

对位芳香族聚酰胺多孔膜制备及性能研究

以浓硫酸为溶剂,以聚乙二醇(PEG)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为致孔剂,以二氧化硅(SiO2)无机粒子为添加剂,采用溶液相转化法制备了聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)多孔平板膜,考察了膜的纯水通量、孔隙率、力学性能、热稳定性等性能,并用场发射电子扫描显微镜(FESEM)观察了膜表面形貌.结果表明:所得PPTA多孔膜为具有不对称结构的非均质膜,随着无机粒子SiO2含量提高、致孔剂混合、凝固浴温度的增加,膜渗透性能增大;膜力学性能随SiO2含量提高而提高,最大断裂强度可达1.5 MPa,断裂伸长率由7%增大到14%左右;而热稳定性随SiO2含量提高无明显变化,热分解温度均可达400℃以上.     

凝固浴组成对PVDF高度疏水微孔膜结构和性能的影响

采用浸没凝固法制备聚偏氟乙烯(PVDF)高度疏水微孔膜,以光滑板为制膜基底,以N-甲基吡咯烷酮(NMP)和不同浓度的NMP水溶液分别作为溶剂和凝固浴,研究了凝固浴组成对制膜过程的相分离行为及其膜结构和性能的影响.研究发现:凝固浴中NMP含量增加,使单纯的液-液(L-L)相分离变为固-液(S-L)相分离较液-液相分离占优的混合相分离,相应地膜底面由单纯的海绵结构转变为海绵孔与粒子结构交织的混合形态.这源于凝固浴中NMP增加,凝固浴和溶剂间的化学势渐降低,瞬时分相变为延时分相.结果表明:膜底面疏水性显著提高,水滴接触角最高可达131°,同时透过性能提高,拉伸强度略有降低.     

热致相分离法PVDF/纳米SiO_2/石墨烯杂化中空纤维膜的制备及性能分析

为改善热致相分离(TIPS)聚偏氟乙烯(PVDF)膜的性能,以邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和邻苯二甲酸二辛酯(DOP)组成混合稀释剂,以纳米SiO_2、石墨烯为添加改性剂,采用TIPS法制备了PVDF中空纤维杂化膜.通过扫描电子显微镜(SEM)观察所得膜形貌,并对其渗透性能及机械性能进行测试表征,研究了纳米SiO_2、石墨烯添加量对PVDF中空纤维膜结构和性能的影响.结果表明:所得膜为均质海绵状孔结构,膜外表面较光滑,内表面粗糙且疏松多孔,随纳米SiO_2添加量的增加膜内外表面水接触角均增大,膜纯水通量先减小后增大,膜孔隙率均大于70%,膜断裂强度和断裂伸长率均先增大后减小;同时添加质量分数分别为3%和0.5%的纳米SiO_2和石墨烯,石墨烯以片层形式均匀分散在膜内,膜纯水通量可达418 L/(m~2·h),相较于原膜断裂强度提高12.6%,断裂伸长率提高89.2%.     

高通量荷正电碳量子点杂化纳滤膜的制备及应用

为了提高纳滤膜的分离性能,以表面带有氨基基团碳量子点(Amino-functionalized carbon quantum dots,N-CQD)为填充粒子,采用界面聚合方法制备高通量荷正电杂化聚酰胺纳滤膜,并对N-CQD和杂化纳滤膜结构、形貌和性能进行表征分析.结果 表明:良好的亲水性和表面带有可参与界面聚合反应的...     

电纺PVDF/PVDF-HFP复合纳米纤维膜及其防水透湿性能评价

通过静电纺丝技术制备PVDF/PVDF-HFP复合纳米纤维膜,然后对其进行热压处理,采用FE-SEM对其形貌进行表征,并对其力学性能和防水透湿性能进行评价.结果表明:PVDF和PVDF-HFP溶液的最佳纺丝质量分数分别为9%和12%;热压处理后PVDF/PVDF-HFP复合纳米纤维膜具有优异的防水透湿性能,当复合纳米纤维膜中PVDF与PVDF-HFP的质量比为2∶1时,其耐静水压达到7 220 mm H2O,透湿量达到7 300 g/(m2·24 h).     

丝素蛋白/聚丙烯腈共混膜的制备及性能研究

以饱和硫氰酸钠(NaSCN)水溶液为共溶剂制备了不同共混比的丝素蛋白(SF)/聚丙烯腈(PAN)共混膜,用溶度参数法及FTIR研究了SF/PAN共混体系的相容性,分析和讨论了铸膜液共混比、铸膜液温度、凝固浴组成等对膜结构与性能的影响,并用场发射扫描电镜(FESEM)观察了共混膜的表面和断面微观形貌.结果表明:SF与PAN具有部分相容性,其在成膜过程中会产生界面微孔;随共混膜中SF含量增加,共混膜呈孔隙率增大和截留率减小的变化趋势;随铸膜液温度升高,共混膜呈孔隙率和水通量增大的变化趋势;当凝固浴组分为50%乙醇水溶液时,所得共混膜孔结构较为疏松;SF的添加使PAN膜的水接触角明显减小,表明SF可有效改善PAN膜的亲水性.     

聚偏氟乙烯/TiO2杂化膜的结构与性能研究

采用溶胶-凝胶原位共混法制备了含不同量TiO2溶胶的聚偏氟乙烯/TiO2杂化膜,并借助X射线衍射(XRD)、扫面电子显微镜(SEM)、红外光谱(FT-IR),从力学性能、水通量、牛血清蛋白截留率、孔隙率和接触角等方面对膜的结构和性能进行了表征.结果显示,掺入适量的纳米TiO2溶胶不仅明显地改善了PVDF膜的微观结构,而且其亲水性、力学性和水通量等性能也获得了提高.     

PVDF纳米纤维膜的制备及其油水分离性能

针对静电纺丝纳米纤维膜孔径偏大的问题,以聚偏氟乙烯(PVDF)为成膜聚合物,N,N-二甲基甲酰胺(DMF)/丙酮为混合溶剂制得纺丝液,采用静电纺丝技术制备PVDF纳米纤维膜,并研究聚合物浓度对纳米纤维膜孔结构及油水分离性能的影响。结果表明：增大纺丝液浓度会明显提高PVDF纳米纤维直径,使得纳米纤维直径分布变窄;当PVDF质量分数为14%时,所得PVDF纳米纤维膜具有较好的表面形貌和拉伸强度;油水分离结果表明,重油体系(二氯甲烷+水)通量最大达2 900.86 L/(m²·h),分离效率高达99.5%,高粘附油体系(玉米油+水)通量最小为32.98 L/(m²·h),分离效率仅有91.7%。在进一步的油包水乳液分离过程中,PVDF纳米纤维膜(M-3)具有的油水分离通量为7.9 L/(m²·h),分离效率高达97.6%。     

人发蛋白/海藻酸钠共混膜的制备及其性能研究

为改善人发蛋白成膜性能,本文将制得的人发蛋白溶液和海藻酸钠溶液混合,以质量分数为3%的CaCl2溶液为凝固浴,制备了不同共混质量比的人发蛋白/海藻酸钠共混膜,研究了共混膜的相容性、力学性能、溶胀率以及吸湿和保湿性,并利用红外光谱(infrared spectroscopy,IR),扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)以及X射线衍射(x-ray diffraction,XRD)对共混膜结构进行了表征。研究结果结果表明,所制备的人发蛋白/海藻酸钠膜,结构紧密、均一、无色、透明,成膜性能显著提高。当海藻酸钠和人发蛋白共混质量比为1∶1时,人发蛋白/海藻酸钠共混膜的拉伸强度为4.07 MPa,吸湿率为13.79%,保湿率为60%,溶胀率为64.48%,说明各项性能非常理想,可为共混液进一步纺丝提供了理论依据。该研究具有较高的应用价值。     

壳聚糖/SiO_2杂化膜制备及其对铜离子吸附性能的研究

用硅偶联剂氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)作为前躯体和交联剂,与壳聚糖通过溶胶-凝胶反应制备了壳聚糖/SiO2纳米杂化膜.用红外光谱对杂化膜进行表征,并研究杂化膜的溶胀性能、耐酸性能及不同的因素对杂化膜吸附重金属铜离子性能的影响.结果表明:红外光谱图显示杂化膜内有新键产生,引入了Si-O-Si结构.壳聚糖/SiO2纳米杂化膜溶胀性能降低,耐酸性能提高,吸附铜离子性能提高.当壳聚糖/SiO2纳米杂化膜中SiO2的质量分数为6.8%时杂化膜吸附铜离子性能最好.室温下溶液pH值为5、铜离子浓度为0.05 mol/L、时间为60 min时,杂化膜CSH1对铜离子有较好的吸附效果.     

电纺GO/纤维素纳米复合膜的性能研究及分析

采用石墨烯(GO)含量分别为0%、1%、3%、5%、7%的GO/纤维素溶液纺制GO/纤维素复合纳米膜,探讨电纺GO/纤维素复合纳米膜的制备工艺及性能。对GO/纤维素纳米膜进行XRD、抗紫外、发热、电学等结构表征和性能测试,测试结果表明:GO的加入可明显改善纤维的导热性能和抗紫外性能,并且随着GO含量的增加,电纺GO/纤维素纳米复合膜的导热性能和抗紫外性能不断增加;但是也会给膜带来一些缺陷,如抗静电性能下降以及膜的强力降低。总体来说,GO/纤维素复合材料提高了普通纤维素膜的价值,使其具有了更广阔的应用前景。