亲水性PVDF/TiO2复合薄膜的制备及光催化性能

本实验采用平板刮膜法制备PVDF/TiO2复合薄膜,再通过超声清洗致孔剂并改变其亲水性,然后对样品薄膜的微观形貌、力学性能、光催化性能等进行研究与分析.研究发现:PVDF/TiO2复合薄膜的拉伸强度和光催化降解能力均随着TiO2的加入呈现先增后减的趋势,在TiO2添加量为10％时,其复合薄膜的拉伸强度达到最大值,光催化降解能力最优,并且样品薄膜的光催化降解符合准一级动力学方程.随着超声时间的延长,样品薄膜的亲水性变差,但其仍为亲水性薄膜,光催化降解率先增后减,且当超声时间为3h时,光催化降解率达到最大值.     

氟树脂对聚偏氟乙烯膜疏水性的影响

采用N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,以氟树脂为疏水助剂,制备聚偏氟乙烯(PVDF)膜.采用不同偶联剂对疏水助剂氟树脂进行改性,研究了改性氟树脂对PVDF膜疏水性的影响.研究结果表明:添加疏水助剂氟树脂可改善PVDF膜的疏水性.当经偶联刺G502改性的氟树脂添加量为10%时,PVDF膜与水的静态接触角达到120°.通过集灰实验表明添加改性氟树脂的PVDF膜具有较好的疏水性.     

聚偏氟乙烯共聚物薄膜铁电性能和电容特性研究

制备了以聚苯乙烯磺酸(PSSH)为上下界面层的聚(偏氟乙烯)(PVDF)二元共聚物聚(偏氟乙烯-三氟乙烯)[P(VDF-TrFE)]及聚(偏氟乙烯-氯氟乙烯)[P(VDF-CTFE)]的三明治结构电容器,研究了P(VDF-TrFE)和P(VDF-CTFE)2两种共聚物薄膜的铁电性能和电容特性。结果表明,厚度为60nm的Ti/PSSH/P(VDF-TrFE)/PSSH/Ti超薄薄膜表现出优异的铁电性能;而厚度为100nm的Ti/PSSH/P(VDF-CTFE)/PSSH/Ti薄膜表现出较好的电容特性,存储能量密度高达60J/cm3。研究结果为其在电子器件上的应用提供理论指导。     

ZrO2/聚偏氟乙烯复合材料介电性能及松弛行为

通过熔融法制备了ZrO₂/聚偏氟乙烯（PVDF）复合材料,采用SEM、XRD和FTIR对其形貌和结构进行分析,结果表明,ZrO₂分布较为均匀,ZrO₂/PVDF复合材料主要含α相和少量γ相。采用宽频介电谱（BDS）测试,ZrO₂/PVDF复合材料介电常数ε'随ZrO₂含量的增加而增加,而介电损耗tanδ保持定值,表明ZrO₂的加入可以显著提高ZrO₂/PVDF复合材料的介电性能。经计算ZrO₂/PVDF复合材料介电模量M″和活化能,发现有玻璃化转变峰、缺陷峰和界面极化峰存在,而加入ZrO₂后,ZrO₂/PVDF复合材料活化能增加。      

高储能陶瓷/聚偏氟乙烯复合电介质的研究进展

介电电容器作为间歇产生的可持续能源的高效存储转换设备,在新能源领域发挥着不可替代的作用.而电介质电容器的核心是具有高储能密度的电介质材料.聚合物电介质材料由于具有击穿场强高、放电速度快、能长时间使用并可自修复等特点,成为高性能电容器的潜力候选材料,但聚合物本身较低的介电常数限制了其储能密度.通过将具有高介电常数的陶瓷填...     

天然纤维粉体对聚偏氟乙烯多孔膜结构与性能的影响

采用溶液相转化法制备了羽绒粉体/聚偏氟乙烯（PVDF）和苎麻粉体/PVDF复合微孔膜,对膜结构和性能进行了分析和测试。结果显示苎麻粉体/PVDF复合膜、羽绒粉体/PVDF复合膜、纯PVDF膜的形态一致,均为致密皮层和多孔亚层,孔隙率和水通量依次降低,结晶度依次增加;但膜的吸水率按照羽绒粉体/PVDF复合膜、苎麻粉体/PVDF复合膜、纯PVDF膜依次下降;这说明复合膜水通量主要受孔隙率的影响,而膜吸水率主要受纤维粉体吸水性大小的影响。膜力学性能测试显示加入粉体之后,PVDF膜的强度增加,断裂伸长率有所下降。     

聚偏氟乙烯均聚物和共聚物的结晶行为研究

通过研究PVDF均聚物和PVDF与六氟丙烯的共聚物的结晶行为,来掌握与六氟丙烯共聚后,PVDF结晶行为的变化.研究结果表明,在结晶过程中,均聚物和共聚物都形成具有球晶结构的α晶型.相比于均聚物,共聚物的结晶(熔融)温度、平衡熔点和结晶度均下降.两种聚合物在等温结晶时,随着结晶温度提高,结晶速率下降.在相同的过冷度下,共聚物的结晶速率低于均聚物.     

聚偏氟乙烯薄膜拉伸相应的研究

研究了单向冷拉伸过程中聚偏氟乙烯烯薄膜的组织结构的变化情况。分析结果表明，在未经拉伸的初始膜中，晶体相为α球晶。在室温拉伸条件下，当拉伸比率Ｄ≥４．２以后ａ相完全转变成β相。     

纳米Fe2O3对聚氨酯/聚偏氟乙烯复合涂层摩擦学性能的影响

利用M-2000型摩擦磨损试验机考察了干滑动下纳米Fe2O3改性的聚氨酯/聚偏氟乙烯(PU/PVDF)复合涂层的摩擦磨损性能。采用扫描电子显微镜分析了纳米Fe2O3在复合涂层中的分布以及涂层的磨损表面。结果显示纳米Fe2O3在涂层中分布比较均匀,少量的纳米Fe2O3的加入不仅降低了聚氨酯/聚偏氟乙烯复合涂层的摩擦系数,而且还提高了聚氨酯/聚偏氟乙烯复合涂层的抗磨性。负载对复合涂层的摩擦磨损性能有较大的影响,随着负载的增加,涂层的磨损率升高。     

聚偏氟乙烯（PVDF）／聚苯乙烯磺酸（PSSA）／TiO2复合膜的制备

制备了聚偏氟乙烯（PVDF）／聚苯乙烯磺酸（PSSA）共混膜，并通过溶胶-凝胶法向共混膜中掺杂无机TiO2粒子制得有机-无机复合膜。利用傅立叶变换红外光谱（FT-IR）、扫描电子显微镜（SEM）、差热分析（DTA）、热重分析（TG）对复合膜的结构、表面形貌、热稳定性分别进行了研究。结果表明，PVDF与PSSA通过溶液共混可以得到混合均匀的共混膜；TiO2粒子通过溶胶-凝胶法能够与共混膜结合并均匀地分散到共混膜中；热分析结果表明，TiO2粒子与共混膜之间已形成了氢键。     

Fe3O4-碳纳米管/聚偏氟乙烯复合材料的制备与性能

通过在碳纳米管（CNTs）表面进行功能化修饰,改善CNTs与聚偏氟乙烯（Polyvinylidene Fluoride,PVDF）的分散性及界面结合程度,从而获得优异的力学性能和电学性能,提高其在传感器、致动器和储能方面的应用性能。采用原位水热合成法,在CNTs表面修饰磁性Fe₃O₄纳米粒子,然后将Fe₃O₄-CNTs加入PVDF中,采用流延工艺制备出Fe₃O₄-CNTs/PVDF复合薄膜。采用SEM、TEM、XRD和DSC研究了Fe₃O₄-CNTs/PVDF复合薄膜的结构和结晶行为,采用动态力学分析（DMA）、宽带介电谱测试系统和交流击穿场强测试系统研究了Fe₃O₄-CNTs对复合材料力学性能、介电性能及击穿场强的影响。结果表明：Fe₃O₄-CNTs的引入促使PVDF形成了β晶相,同时抑制了Fe₃O₄-CNTs/PVDF复合材料结晶度的下降;提高了弹性模量,抑制了阻尼特性下降;提高了介电常数和击穿场强,抑制了介电损耗升高。     

纳米SiO2-氧化石墨烯/聚偏氟乙烯杂化膜的制备及特性

采用原位水解的方式制备了新型SiO₂-氧化石墨烯（GO）纳米杂化颗粒。选择GO、SiO₂、SiO₂-GO颗粒和聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为添加剂,采用浸没沉淀相转化法分别制备了聚偏氟乙烯（PVDF）杂化膜。测定了PVDF杂化膜的纯水通量、膜面接触角、牛血清白蛋白（BSA）截留率和污染恢复率等参数。结果表明,SiO₂-GO/PVDF-PVP膜的接触角从78.4°减小到66.02°,膜的亲水性能有所提升。同时,SiO₂-GO/PVDF-PVP膜的纯水通量最大（1 018 L/（m²·h））,对BSA的截留率达到81.5%,污染恢复率达到了78.65%以上。新型SiO₂-GO纳米杂化颗粒协同PVP添加剂增强了PVDF超滤膜的水通量、污染物截留和抗污染特性等综合性能,为传统PVDF有机膜的改性提供了一种新方法。     

TiO2-MWCNTs的制备及TiO2-MWCNTs/epoxy复合涂层性能

用混酸对多壁碳纳米管（MWCNTs）进行了酸化处理,然后通过溶胶-凝胶法制备了TiO₂包覆MWCNTs（TiO₂-MWCNTs）核壳材料,并通过X射线衍射（XRD）、热重分析（TGA）等手段对其包覆结果进行了验证。用硅烷偶联剂KH560对TiO₂-MWCNTs及MWCNTs进行了改性,分别制备了TiO₂-MWCNTs/epoxy、MWCNTs/epoxy复合环氧涂层以及纯环氧涂层,利用EIS测试了涂层的电学性能,通过材料试验机（MTS）测定了涂层的柔韧性,用扫描电镜（SEM）观察了涂层表面形貌。结果表明：TiO₂-MWCNTs在环氧树脂中具有良好的分散性,TiO₂-MWCNTs/epoxy复合涂层对腐蚀介质具有较好的抗渗透性能;TiO₂包覆后大大增加了涂层的柔韧性。     

Photocatalytic properties of porous TiO2/Ag thin films

In this study, nanocrystalline TiO₂/Ag composite thin films were prepared by a sol-gel spin-coating technique. By introducing polystyrene (PS) spheres into the precursor solution, porous TiO₂/Ag thin films were prepared after calcination at a temperature of 500 °C for 4 h. Three different sizes (50, 200, and 400 nm) of PS spheres were used to prepare porous TiO₂ films. The as-prepared TiO₂ and TiO₂/Ag thin films were characterized by X-ray diffractometry (XRD) and by scanning electron microscopy to reveal structural and morphological differences. In addition, the photocatalytic properties of these films were investigated by degrading methylene blue under UV irradiation.When PS spheres of different sizes were introduced after calcination, the as-prepared TiO₂ films exhibited different porous structures. XRD results showed that all TiO₂/Ag films exhibited a major anatase phase. The photodegradation of porous TiO₂ thin films prepared with 200 nm PS spheres and doped with 1 mol% Ag exhibited the best photocatalytic efficiency where ∼ 100% methylene blue was decomposed within 8 h under UV exposure.     

Bactericidal functionalization of wrinkle-free fabrics via covalently bonding TiO2@Ag nanoconjugates

A simple technique is first developed to functionalize the durable-press all-cotton fabrics by grafting silver anchored TiO₂ (P25) nanoconjugates through enediol ligand-metal oxide bonding and resin dehydration. The functionalization is incorporated into a conventional pad-dry-cure process. The treatment ensures the nanoconjugates are covalently bonded to the substrate fabric materials (cotton cellulose). We tested the bactericidal activity of these surface-modified fabric samples after repeated laundries, using the waterborne Escherichia coli bacteria. Strong inhibition results were observed on the TiO₂@Ag treated samples than using bare TiO₂ alone. After 60 min of sunlight irradiation, the overall bactericidal efficiency reached 96% after 7.5 h culturing. After 60 min of artificial solar light irradiation, the overall bactericidal efficiency reached 99%. Our observations suggest that the enediol linkage can be an effective candidate to graft functional metal oxide nanoconjugates onto a variety of fabric surfaces via a conventional pad-dry-cure process.     

弱可见光催化活性La-TiO2-还原氧化石墨烯填充聚偏氟乙烯共混膜的构建

为提高聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜的通量及抗污染性能,首先利用吸附相反应技术耦合乙醇热处理制备La掺杂TiO₂-还原氧化石墨烯(La-TiO₂-RGO),再将其与PVDF共混制备La-TiO₂-RGO/PVDF抗污染超滤膜。结果表明,均匀分散于PVDF高分子中表面亲水的La-TiO₂-RGO增多,La-TiO₂-RGO/PVDF共混膜的水通量和抗污染性能也显著提升。当La-TiO₂-RGO/PVDF共混膜中出现团聚体,则会削弱其膜通量和抗污染性。在La-TiO₂-RGO填充量(与PVDF质量比)为2.0%时,La-TiO₂-RGO/PVDF共混膜具有最优纯水通量。La-TiO₂-RGO/PVDF共混膜最高纯水通量可达171.5 L·m?2·h?1,是PVDF膜的5倍以上,其通量衰减速率也明显低于PVDF膜。另外,由于La-TiO₂-RGO具有可见光催化活性,被污染后的La-TiO₂-RGO/PVDF共混膜经过光照处理后用水清洗,其膜通量恢复率较直接用水清洗后的通量恢复率大幅提高;热处理温度升高,La-TiO₂-RGO弱可见光活性增强,光照后La-TiO₂-RGO/PVDF共混膜通量恢复率变大。但过高热处理温度抑制了La-TiO₂-RGO中Ti3+形成,且削弱其光活性,La-TiO₂-RGO/PVDF共混膜通量恢复率反而下降;对于La-TiO₂-RGO填充量为2.0%的La-TiO₂-RGO/PVDF共混膜,被污染后分别采用直接水清洗、仅光照处理2 h、先光照处理2 h后水清洗的膜通量恢复率分别为79.28%、52.42%、90.01%。      

聚偏氟乙烯基复合材料的制备及介电性能

为有效改善聚合物基复合材料的介电性能,兼顾高介电常数和低填料量同时并存,采用以聚偏氟乙烯(PVDF)为基体树脂,钛酸钡(BT)和石墨烯(GNP)分别为介电填料和导电填料,在BT-GNP/PVDF复合体系内部构建微电容器结构.采用溶液法和热压法制备GNP/PVDF薄膜和BT-GNP/PVDF复合薄膜.结果表明,BT和GN...     

静电纺PVDF/SiO_2原位复合隔膜的研究

采用原位复合溶胶-凝胶法配制复合纺丝液,通过高压静电纺丝制备出PVDF/SiO2复合纳米纤维膜。通过SEM表征了PVDF/SiO2复合纳米纤维的纺丝效果,同时对比了使用两种方法添加6%SiO2制得的PVDF静电纺复合纳米纤维的表面形貌及力学性能。研究了原位纳米SiO2的加入对膜的孔径变化以及力学性能的影响。结果表明,原位硅的加入,增加了纤维的表面粗糙度;降低了复合膜内的微孔直径,并使得微孔直径分布更加集中;改善了膜的力学性能,添加6%原位硅时效果最佳。在SiO2含量为6%时,与直接添加相比,原位复合法制得的复合膜力学性能更佳。