混合添加剂对TiO2/PVDF平板超滤膜性能和结构的影响

研究了不同比例的混合添加剂PEG600-LiCl、丙酮-LiCl、丙三醇-LiCl和PVP-LiCl对TiO2/PVDF平板超滤膜性能和结构的影响,并利用扫描电子显微镜( SEM)和接触角测量仪表征了复合膜的结构.结果表明,PEG600-LiCl、丙酮-LiCl、丙三醇-LiCl和PVP-LiCl 4种混合添加剂均可以改善膜性能,其中PEG600-LiCl、丙三醇-LiCl、PVP-LiCl3种混合添加剂加到铸膜液中,明显改善了PVDF膜表面的亲水性,可以将膜表面接触角降低至55°.当PVP与LiCl的质量比为1∶2时,膜的性能达到最优,孔隙率为82.5％,平均孔径为0.1 μm,水通量为100.5 L·m-2·h-1,截留率为95.4％.     

Ag/TiO2/PVDF复合纤维膜的制备及光催化性能研究

采用静电纺丝结合溶胶法制备了一系列不同Ag/TiO₂含量的Ag/TiO₂/PVDF复合纤维膜,并利用傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、干湿重法、过滤测试法、微电脑抗张强度测定仪等对复合纤维膜的微观形貌、力学性能等进行表征和研究,结果表明添加适当的Ag/TiO₂时,所制备的Ag/TiO₂/PVDF复合纤维膜纤维表面比较平滑,具有较大的平均孔径和较高的孔隙率,且抗拉强度和伸长率均有所提高,但如过量添加Ag/TiO₂,则会导致膜性能受到影响。对Ag/TiO₂/PVDF复合纤维膜光催化降解溶液中亚甲基蓝(MB)的性能进行研究,结果表明,相较于PVDF原膜,Ag/TiO₂/PVDF复合纤维膜对于MB的光催化降解性能有显著提升,且其光催化降解过程符合准一级动力学模型。循环利用性能测试结果表明,Ag/TiO₂/PVDF复合纤维膜重复利用性较好,具有实际应用前景。     

PVDF/TiO2复合膜的性能研究

采用流延成膜的加工工艺,制备了聚偏氟乙烯/二氧化钛(PVDF/TiO2)复合膜,研究了TiO2含量对复合膜的热稳定性、力学性能、结晶形态、热性能以及耐候性的影响。结果表明,TiO2含量为2%时,共混制得的复合膜拉伸强度高达59.5MPa,起始分解温度为340℃;加入TiO2对PVDF结晶度的影响不大,通过紫外照射实验证明加入TiO2改善了PVDF的耐候性。     

石墨烯改性PVDF复合材料的结构和性能

为了实现PVDF力学性能、导电性、热稳定性的综合改性,以氧化石墨烯(GO)为填料,通过超声分散和原位还原法制备了不同配比的GNS(石墨烯)/PVDF复合材料。分别采用扫描电镜(SEM)、导电性能测试、拉伸性能测试、差示扫描量热分析(DSC)、热失重分析(TGA)等方法系统研究了GNS含量对GNS/PVDF的导电性能、力学性能和热稳定性能的影响。结果表明,GNS的质量含量为1%时,还原后的石墨烯单片层均匀分散于PVDF中。导电性能测试表明,随着GNS填料的加入,复合材料中逐步形成局部导电网络,当GNS的含量为2%时,导电率达到8.2×10~(-5)S·m~(-1),与纯PVDF相比,大约提高了13个数量级。但当GNS含量过高时易在基体中发生团聚,不利于导电网络的形成。GNS的加入,使得复合材料界面结合力增强,提升了力学强度。当GNS的质量分数为2%时,复合材料的拉伸强度可达38.23MPa,较纯PVDF提高了23%。DSC测试显示,PVDF/GN2的T_m为172.6℃,比纯PVDF升高了5.2℃,说明GNS可以促使PVDF结晶。TGA测试则表明,GNS会改善PVDF的热稳定性,且随着GNS含量的增加逐渐提高。     

TiO2纳米粒子对PVDF超滤膜的结构与性能影响研究

采用溶胶-凝胶法制备了不同纳米TiO2溶胶含量的TiO2/PVDF超滤膜,探讨TiO2溶胶及其含量对膜性能及结构的影响,并利用X射线衍射、扫描电子显微镜、红外光谱和接触角测量仪表征了复合膜的结构.结果表明,经纳米TiO2溶胶改性后,TiO2/PVDF复合膜的孔隙率、接触角和结构等都发生了显著的变化,在TiO2溶胶添加质量分数为4％时条件下,膜的孔隙率为74.5％,水通量为430.6L·m-2·h-1,截留率为82.5％.     

γ-Al2O3/TiO2混合纳米粒子改性PVDF超滤膜

为提高聚偏氟乙烯（PVDF）膜的亲水性和强度,将纳米二氧化钛（TiO2）溶胶和纳米氧化铝（γ-Al2O3）按不同比例与聚偏氟乙烯共混,采用相转化法制得共混超滤膜。考察了不同比例的混合纳米粒子对PVDF超滤膜的纯水通量、截留率、力学性能等的影响。并利用扫描电子显微镜（SEM）观察了膜的表面和内部微观结构,红外光谱分析（FTIR）和X射线衍射仪（XRD）考察纳米粒子在PVDF基体中的存在状态,通过对复合膜进行拉力测试研究混合纳米粒子对膜力学性能的影响,并使用接触角测量仪测定膜表面和水之间的接触角来定量分析比较膜表面的亲水性。结果表明,γ-Al2O3/TiO2混合比为1∶2时,膜的性能达到最优,孔隙率为74%,水通量为120 L/（m2.h）,截留率为93%,拉力最大负荷为35 N,拉伸应变为22%。     

PVC膜改性助剂PVDF/PS-SO3H/GMS的制备

将聚偏氟乙烯(PVDF)和阳离子交换树脂(PS-SO3H)、单甘酯(GMS)以适当的比例充分混合均匀,经造粒机挤出即得到新型PVC膜改性助剂。最佳工艺条件为:配比PVDF/PS-SO3H/GMS为82∶14∶4,用于PVC膜混合料,PVC树脂/PVC膜改性助剂的最佳配比为85∶15,加入膜改性助剂后,膜制品的透水率得到提高,力学性能也有所改善。     

g-C3N4/PVDF改性复合膜的制备及性能研究

将三聚氰胺烧制法制得的g-C₃N₄添加至PVDF铸膜液基体,采用相转化法制备g-C₃N₄/PVDF改性复合膜。X射线衍射、红外光谱和接触角测试实验结果表明,g-C₃N₄和PVDF有效结合,且在相转化过程中g-C₃N₄转移至膜表面,复合膜表面的亲水性增强。借助SEM发现g-C₃N₄/PVDF改性复合膜孔道和孔径均发生了改变。结合膜性能测试实验,证实其亲水性有较大提升,接触角降至58.6°,J_w为PVDF-0膜的2.5倍。此外g-C₃N₄能有效活化分子氧,产生超氧自由基用于有机污染物的光催化降解,对于BSA的截留率提高了56%左右,对亚甲基蓝溶液的截留率提高了49%,较纯PVDF膜有更优的抗污染性,通量恢复率可达85.28%。     

改性污泥炭/TiO2/PVP/PVDF超滤膜的制备及其性能测试

采用铁离子改性污泥炭(Fe₃O₄/SAC磁质炭)、二氧化钛(TiO₂)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为添加剂进行聚偏氟乙烯(PVDF)膜的改性,并对共混膜的各项性能进行测试和表征。结果表明,当TiO₂和Fe₃O₄/SAC磁质炭质量分数分别为0.15%、0.2%时,膜的综合性能最佳。此时,接触角为48.5°,纯水通量为124 3.43 L/(m²·h),牛血清蛋白截留率为95.21%。     

温敏性PVDF/PGS-g-PNIPAM纳米复合超滤膜的制备和性能

通过化学接枝法将聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)接枝聚合在凹凸棒石(PGS)纳米纤维表面,制备了系列接枝率的温敏性PGS-g-PNIPAM纳米颗粒,将其与聚偏氟乙烯(PVDF)共混制备温敏性纳米复合超滤膜,深入研究PNIPAM接枝率对膜结构和性能的影响。结果表明,凹凸棒石表面PNIPAM接枝率随溶液中NIPAM单体浓度增大而增加;PGS-g-PNIPAM使复合膜中PVDF晶核变小,数目增多,膜更为疏松多孔,PVDF/PGS-g-PNIPAM膜的平均孔径在20 nm左右,膜的平均孔径和最大孔径均随凹凸棒石表面PNIPAM接枝率的增加而增大;PVDF/PGS-g-PNIPAM膜具有温敏性,温敏开关系数随PNIPAM接枝率的增加先增强后减弱,当接枝率为21.33%时膜温敏开关系数最大,达到1.51,膜渗透通量也最大,对牛血清白蛋白具有良好的截留和抗污染性能。     

添加剂对PVDF平板超滤膜性能和结构的影响

分别以无水氯化锂(LiCl),磷酸(H_3PO_4)为添加剂,采用正交试验设计方法优化PVDF平板超滤膜制备条件.以去离子水为凝胶浴,考察了聚合物浓度、溶剂种类、添加剂含量对超滤膜平均孔径,孔隙率等膜结构特征殁膜纯水通量、BSA截留率的影响.结果表明,对于LiCl体系,影响膜孔隙率的制膜条件是:LiCl浓度>溶剂种类>PVDF浓度,制膜液组成为12% PVDF/DMAC/5%LiCl时孔隙率最高,达到86.42%;对于H_3PO_4体系,影响膜孔隙率的制膜条件是:溶剂种类>H_3PO_4浓度>PVDF浓度,制膜液组成为15%PVDF/NMP/5%H_3PO_4时孔隙率最高,达到85.86%;对于LiCl和H_3PO_4体系,影响膜孔径的因素均为:PVDF浓度>溶剂种类>添加剂浓度,最大孔径下的最佳制膜液组成为12%PVDF/NMP/3%添加剂.研究得出LiCl体系和H_3PO_4体系的最佳组合分别为18PVDF/NMP/3%LiCl和15%PVDF/NMP/5%H_3PO_4.     

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/聚醋酸乙烯酯共混小截留分子量超滤膜

引　言随着膜分离技术越来越广泛的应用 ,对膜材料的品种和性能提出了新的要求 ,尤其是小截留分子量超滤膜在国内的需求越来越大 .聚偏氟乙烯(ＰＶＤＦ)具有极好的化学稳定性 ,制出的超滤膜强度高、韧性好、耐温、耐腐蚀 ,尤其适用于有机溶剂体系的过滤、提纯和浓缩[1] .但ＰＶＤＦ膜疏水性较强 ,水通量不够大 ,影响了应用范围的扩大 .用共混来改善膜的性能 ,是膜改性方法之一 .与ＰＶＤＦ共混制备超滤膜的第 2组分已被研究的有尼龙 - 6 [2 ] 、聚砜[3] 、聚丙烯腈[4 ] 、聚乙二醇[5] 、聚甲基丙烯酸甲酯[5] 等 .本工作采用亲水性很强的聚醋…     

PVDF/编织管中空纤维复合膜的制备及其性能研究

以纤维编织管为支撑层,通过涂覆-浸没沉淀相转化技术,制备了超高强度、大通量的PVDF/编织管中空纤维复合膜,考察了铸膜液中PVDF和添加剂PVP含量等对膜性能的影响。结果显示,随铸膜液中PVDF含量增加,复合膜纯水通量下降,爆破强度增加,平均孔径减小;PVP的质量分数从2%增加至10%,膜通量呈现降低趋势,但爆破压力先增后减;当PVDF、PVP的质量分数分别为8%、6%时,复合膜纯水通量达4 300 L/(m2·h),爆破压力为0.32 MPa。研究范围内,复合膜孔隙率始终保持在45%以上,爆破压力高于0.30 MPa,且由于编织管的存在,而使复合膜的拉伸强度很高,显示了较好的过滤性能;添加PVP和PVA较PEG在膜性能方面的贡献更突出。     

复合稀释剂法制备聚偏氟乙烯超滤膜

以磷酸三乙酯(TEP)为溶剂,采用复合热致相分离法制备聚偏氟乙烯(PVDF)平板膜。借助WXRD、SEM等技术手段,考察了铸膜液中稀释剂二乙二醇单乙醚醋酸酯DCAC含量及凝固浴水中N-N-二甲基乙酰胺(DMAC)含量,对膜结晶行为、结构特征及渗透性能的影响。结果表明,随稀释剂DCAC含量增加,PVDF膜中α晶相增多,膜外表面由光滑变为多孔,内表面由致密的网状连续结构变为球晶,且球晶体积及间隙不断增大。膜断面由对称的致密连续结构转变为球晶结构,且球晶间隙随DCAC含量增加而增大。凝固浴中DMAC含量增加导致膜表皮层变薄,断面球晶孔隙增加,膜厚度增大。球晶间隙的增大有利于膜渗透通量增加,但拉伸强度有所下降。     

PSU/PES-C相容性对合金膜结构和性能的影响

通过混合焓法预测并用相差显微镜表征了PSU／PES-C合金体系的相容性，表明二者为相容合金体系，合金膜中聚合物的组成影响PSU与PES-C间的相容性，进而影响合金膜的结构和性能：研究表明，随合金体系相容性的降低，膜的平均孔径显著增加，水通量增大而相应的截留率下降；改变PSU与PES-C间的相容性是调节膜结构、提高膜性能的有效方法。     

鼓气减压膜蒸馏过程研究

设计了新型鼓气减压膜蒸馏(AVMD)过程,在原水进入疏水膜组件前鼓入低压压缩空气,形成气液混合流进入疏水膜组件,在疏水膜组件的产汽出口外接负压系统,构成AVMD系统.采用疏水性聚偏氟乙烯中空纤维微孔膜,以自来水为测试液,研究了鼓气强度、进料温度、流速、冷侧真空度对AVMD过程性能的影响,考察了AVMD对不同NaCl含量溶液的分离性能.结果表明,随着鼓气量、进料液温度、流速,真空度的提高,AVMD过程通量有明显的增加,而产水电导率始终低于0.3 mS·m~(-1).当进料液温度70℃,冷侧真空度85 kPa,进料流速1.33 m·s~(-1)时,AVMD过程膜通量可高达45 kg·m~(-2)·h~(-1),而相同实验条件下减压膜蒸馏(VMD)过程的通量约为30 kg·m~(-2)·h~(-1).     

不同聚合物分子量对相转化法制备PVDF微滤膜性能的影响

研究了不同聚合物分子量对浸没沉淀相转化法制备聚偏氟乙烯(PVDF)微滤膜的形态结构、成膜厚度、过滤性能、亲水性、孔隙率、临界通量以及污染性能的影响。试验结果表明,随聚合物分子量的增加,铸膜液黏度越大,越利于膜亚层形成指状连通结构,孔隙率逐渐增大,但成膜厚度及纯水通量逐渐降低。聚合物分子量在一定程度上会影响膜亲水性及膜抗污染性能,即在一定范围内膜的亲水性能及抗污染性能会随聚合物分子量呈正相关性,但超出一定范围则呈负相关性,而临界通量值则随分子量的提高呈现出略微减少的趋势,但相差不大。