氧化石墨烯/聚偏氟乙烯共混复合膜研究进展

氧化石墨烯(GO)作为一种新兴的碳纳米材料,具有较大的比表面积和表面丰富的官能团,其潜在的应用前景广阔。近年来聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜在去除天然有机物方面表现出色,为弥补PVDF膜亲水性差的缺陷,常引入GO提高PVDF膜的亲水性能,GO作为阳离子吸附剂的优势突显。从GO与有机高分子聚合物共混PVDF、GO与无机纳米材料共混改性PVDF以及GO与碳纳米管共混改性PVDF这3个方面介绍了GO/PVDF共混复合膜的研究进展。     

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。     

导电聚偏氟乙烯/碳纳米管复合膜的制备与性能研究

通过浸没沉淀相转化法制备了聚偏氟乙烯/多壁碳纳米管导电复合膜,研究了复合膜的亲水性、导电性、通量、表面形态以及机械性能。研究表明,碳纳米管的加入可以使复合膜中的β相增多,α相减少。扫描电镜表明通过超声分散处理可以使碳纳米管均匀地分散在聚偏氟乙烯基质中,同时由于碳纳米管的加入,复合膜的亲水性、通量、导电性、介电常数以及机械性能都得到了改善。     

GO/膨润土/PVDF复合膜的制备及性能研究

为了提高聚偏氟乙烯(PVDF)膜的疏水性和抗生物污染性能,以氧化石墨烯(GO)和膨润土为改性材料制备PVDF复合膜,并对其进行膜通量、截留率、拉伸强度、亲水性、孔隙率及抗生物污染性能研究。结果表明,当GO添加量为0.6%,复合膜的各项性能达到最佳;添加膨润土可以提高复合膜亲水性、拉伸强度、膜通量和截留率,但会导致孔隙率有所下降。此外,还以铜绿假单胞菌为研究对象,研究了复合膜的抗生物污染和抑菌性能,结果表明,复合膜的生物污染过程明显降低,且细菌生长缓慢,说明复合膜具有减缓生物污染的作用,具有一定的抑菌性。     

填充纳米SiO2对聚偏氟乙烯膜性能的影响

聚偏氟乙烯(PVDF)是一种性能优良的膜材料,被广泛用于溶液的净化、分离、浓缩过程.但由于它的疏水性,膜在分离过程中极容易受到蛋白质等有机物的污染,会导致膜通量下降,使用寿命缩短.为提高膜的性能,将经过γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性的纳米SiO2粒子填充到聚偏氟乙烯铸膜液中,通过溶胶-凝胶法制得复合膜,并对该膜的形貌、韧性、亲水性和中水处理的性能进行了表征.结果表明,改性的纳米SiO2能够在膜内均匀分散,使复合膜的韧性显著提高,在处理中水过程中纳米SiO2粒子与PVDF结合良好;膜的接触角由83°下降到41°,通量相对稳定,在0.1 MPa操作压力下通量维持在280 L/(m2.h),表明复合膜的耐污染能力大大增强.     

用于直接甲醇燃料电池的磺化聚芳醚酮砜/聚偏氟乙烯复合膜的制备与性能

通过共混的方法制备了磺化聚芳醚酮砜(SPAEKS)与聚偏氟乙烯(PVDF)复合型质子交换膜。红外光谱(FT-IR)表明复合膜中存在C-F和O=S=O收缩振动峰。X射线衍射(XRD)结果表明,随着PVDF含量的增加,PVDF的结晶峰明显增强。扫描电镜照片显示,当PVDF含量低于20%时,有细小的晶体颗粒均匀分布在膜的表面,而当PVDF含量高于20%时,复合膜的表面和断面都有微孔存在。热重分析(TGA)证实PVDF的引入提高了膜的热稳定性。PVDF质量分数为15%的复合膜在25℃时的质子传导率保持在0.055 S/cm,而甲醇渗透系数降低到2.28×10-7cm2/s,能够满足直接甲醇燃料电池的需要。     

聚偏氟乙烯膜的Fenton氧化改性研究

采用Fenton试剂对聚偏氟乙烯(PVDF)膜进行氧化改性,研究了[H2O2]/[Fe2 ]及温度对超滤膜性能的影响,测定了改性前后超滤膜的纯水渗透通量、截留性能、膜表面亲水性、耐污染性性能及红外光谱.结果表明,随着[H2O2]/[Fe2 ]比值的增大,纯水渗透通量由纯PVDF膜的26.7L/(m2·h)提高到103.2L/(m2·h),膜表面水接触角由75°降为58.5°,黏附功由91.64mN/m提高到110.84mN/m.温度升高利于改性.[H2O2]/[Fe2 ]比值为12时,红外光谱图中出现了C=C双键及O-H键的伸缩振动特征峰,膜阻力增大系数m由纯PVDF膜的1.049减小到0.448,膜的耐污染性能得到明显改善.     

聚偏氟乙烯/碳纳米管复合材料的制备及性能研究

通过溶剂蒸发成膜法,研究了多壁碳纳米管(MWNTs)对聚偏氟乙烯(PVDF)结晶行为、热行为及力学性能的影响。研究表明,随MWNTs的加入PVDF中α相逐渐减少,而β相晶体含量逐渐增加。且随着MWNTs含量增加,PVDF晶体体积减小,颗粒增多,完善度下降。表明MWNTs作为成核点有利于PVDF结晶,晶体颗粒明显增多,但另一方面,晶体相互制约,晶体尺寸减小。     

聚偏氟乙烯-氟化二氧化硅有机-无机复合膜的制备及脱硫性能

以聚偏氟乙烯(PVDF)为基膜材料,通过溶胶凝胶-氟化法在PVDF膜表面沉淀氟化的二氧化硅纳米颗粒(fSiO_2),制备聚偏氟乙烯-氟化二氧化硅(PVDF-fSiO_2)有机-无机复合膜。通过衰减全反射傅里叶变换红外光谱、X射线光电子能谱、场发射扫描电子显微镜、接触角测定仪等对PVDF-fSiO_2复合膜进行表征,并评价其脱硫性能。结果表明,PVDFfSiO_2复合膜表面的接触角为106.9°,明显高于PVDF膜的76.4°;由于PVDF-fSiO_2复合膜的良好疏水性能和fSiO_2粒子对基膜的保护作用,随着脱硫时间的延长,PVDF-fSiO_2气-液膜接触器的脱硫率基本保持在79%左右。     

改性石墨烯/聚(偏二氟乙烯-共-六氟丙烯)复合材料薄膜的制备与性能

采用改进Hummers法对天然鳞片石墨进行氧化和超声剥离处理制备氧化石墨烯（GO）,将十三氟辛基三乙氧基硅烷（FAS）与GO反应并还原得到FAS修饰的还原氧化石墨烯（FAS-RGO）。利用溶液涂覆成膜工艺制得FAS-RGO/聚（偏二氟乙烯-共-六氟丙烯）（P（VDF-HFP））复合材料。采用FTIR、XPS、XRD、Raman和TEM表征了FAS-RGO的结构与形貌,同时研究了FAS-RGO用量对FAS-RGO/P（VDF-HFP）介电性能的影响。结果表明：FAS包覆在RGO的表面,有效解决了RGO容易团聚的问题,并且FAS的引入提高了RGO与P（VDF-HFP）的界面结合,改善了RGO在P（VDF-HFP）中的分散性,FAS-RGO还能提高P（VDF-HFP）的结晶性,促进形成β晶型。当FAS-RGO的体积分数为1.6vol%、在100 Hz频率时,FAS-RGO/P（VDF-HFP）复合材料的介电常数为62,较纯P（VDF-HFP）提高了5.2倍,同时FAS-RGO/P（VDF-HFP）复合材料的介电损耗较低。     

聚偏氟乙烯膜研究进展

系统地总结了聚偏氟乙烯膜结构和性能的影响因素．不同的添加剂对膜结构的影响也不同．一般而论，低沸点添加剂的加入使膜的支撑层具有海绵状孔结构；而无机盐、水溶性高聚物的加入，会使溶剂与沉淀剂的交换速率加快，使膜的支撑层具有指状孔结构．沉淀剂的凝固强度越高、溶剂与沉淀剂的亲和力越强，越易形成指状孔结构的膜．通过对聚偏氟乙烯膜的改性，可以提高膜的实用性能.     

温敏聚偏氟乙烯中空纤维膜的制备和结构表征

制备了聚偏氟乙烯(PVDF)接枝N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)共聚物(PVDF-g-PNIPAAm),进而采用干-湿法纺丝工艺,首次纺制出温敏PVDF-g-PNIPAAm中空纤维膜.通过红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)、扫描电镜(SEM)等对中空纤维膜的结构和形态进行了表征与研...     

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...     

Preparation of polyurethane/poly(vinylidene fluoride) blend hollow fibre membrane using melt spinning and stretching

Melt spinning and stretching process was used to prepare polyurethane/poly(vinylidene difluoride) (PU/PVDF) blend hollow fibre membrane in this study. Rheological properties of melts of PU, PVDF and their blends were studied by observing their melting viscosity changing with shear rate and temperature. Morphologies of PU/PVDF blend hollow fibre membranes with different mass ratios were also observed by SEM and results showed that PU/PVDF mass ratio of 3:1 was relatively better condition for membrane preparation. The forming mechanism of the interfacial microvoids in PU/PVDF blends was also investigated and PU/PVDF blend hollow fibre membrane with water flux of ～2174 L m^?2 h^?1 was finally obtained under the pressure of 0·1 MPa.     

空气过滤用电纺聚偏氟乙烯-聚丙烯腈/熔喷聚丙烯无纺布复合材料的制备及过滤性能

为开发高效低阻的空气过滤材料,采用静电纺丝技术制备了聚偏氟乙烯（PVDF）-聚丙烯腈（PAN）复合纳米纤维,并与聚丙烯熔喷非织造布复合制得高效复合过滤材料,研究了PVDF与PAN的质量比对溶液性质、表面形貌、比表面积、透气性和过滤性能的影响。结果表明,当PVDF与PAN质量比为3:5时,其溶液可纺性最好,所得纤维直径均匀,约为0.59 μm;利用BET比表面积分析仪测试可得其比表面积约为PVDF与PAN质量比为2:1时的两倍;利用滤料测试仪对PVDF-PAN/熔喷聚丙烯（PP）无纺布复合滤材的过滤性能进行测试,结果表明,静电纺PVDF-PAN纳米纤维层可显著提高聚丙烯熔喷非织造布的过滤性能,PVDF-PAN/熔喷PP无纺布过滤效率可达99.95%,明显高于熔喷无纺布的过滤效率（65%）,过滤阻力为77 mmH₂O（1 mmH₂O=9.8 Pa）,过滤品质因子达0.0987,远高于熔喷无纺布的过滤品质因子0.0168,过滤效果得到显著提升。      

温敏型聚偏氟乙烯膜材料的合成及表征

以经碱处理的聚偏氟乙烯(PVDF)和N-异丙基丙烯酰胺(NIPA)作为聚合单体,分别采用偶氮二异丁腈(AIBN)和过氧化苯甲酰(BPO)作为引发剂,合成了PVDF-g-PNIPA接枝共聚物.设计了反应时间、单体配比和反应温度三因素三水平的正交试验,并通过红外光谱和核磁共振谱对产物进行表征,计算接枝率.讨论了反应条件及不同的引发剂对接枝率的影响.结果表明:AIBN引发剂在较高温度、较长反应时间下有着更高的接枝率;而BPO引发剂在较低温度、较短反应时间下比相同条件下的AIBN更优秀.     

纳米BaTiO3-SiCw/聚偏氟乙烯三元复合薄膜的制备及其介电性能

以15wt%十六烷基三甲基溴化铵改性碳化硅晶须(CTAB-SiC_w)和KH550改性纳米BaTiO₃(BT)为填料,聚偏氟乙烯(PVDF)为成膜物质,通过溶液流延法制备了BT-SiC_w/PVDF三元复合薄膜,利用FTIR、XRD、SEM和LCR介电温谱仪-高温测试系统联用装置对产物进行结构表征和介电性能测试。结果表明:KH550可以成功改性BT粒子且不会改变BT晶体结构,SiC_w和BT能够较好地分散在PVDF基体中;随着BT引入量的增加,复合薄膜的介电常数先增加后减小,其中当引入10wt%BT时介电性能最优,即频率f=500 Hz、介电常数ε_rmax=33、介电损耗tanδ_max=0.154。随着温度的升高,该试样的介电常数和介电损耗也逐渐增加,并在120℃达到最大值(f=500 Hz、ε_rmax=110、tanδ_max=1.3)。结果对于研究具有高介电常数的三元复合电介质材料为在埋入式电容器中获得应用提供了一种策略。      

高孔隙率聚偏氟乙烯中空纤维超滤膜的研究

以聚偏氟乙烯（ＰＢＤＦ）为膜材料,测定了不同温度下ＰＶＤ／ＤＭＡｃ、ＰＶＤＦ／ＮＭＰ溶液的非溶剂混合参数,得到非溶剂混合参数的顺序为丙醇〉乙醇〉甲醇〉水,此外,讨论了不同溶剂、添加剂及褒庇地膜孔隙率、通量和截留率的影响,其中ＰＤＶＦ中空纤维超江膜的孔隙率可达到８０％,通量为５８～１１０Ｌ（ｍ＾２．ｈ）,截留６７０００分子量物质时截留率为９５％,左右,通过测定纯水的通量、不同分子量蛋白质溶液的通量和