水蒸汽诱导法成膜过程研究

在用水蒸汽诱导法制备聚偏氟乙烯(PVDF)微孔膜时,利用光学显微镜对初生态膜在水蒸汽中凝胶过程进行动态观察,结合膜在不同湿度下质量变化和表面液滴层的红外光谱图,研究了蒸汽诱导法成膜的具体过程.结果表明,蒸汽诱导法制备PVDF膜的成膜过程存在着溶剂和非溶剂的迁移,刚开始是非溶剂水的迁入占主导地位,膜质量增加;此后,溶剂与非溶剂的挥发逐渐占主导地位,膜质量在达到最大值后逐渐减少,最终稳定.湿度较高时,溶剂与非溶剂扩散速度较快,膜的凝胶速度较快;湿度较低时,膜凝胶速度则较慢.膜表面和断面电镜照片表明,随着膜在蒸汽中停留时间的延长,蒸汽诱导法最终形成的膜为粗糙多孔表面及对称的断面结构.     

高通量rGO微球@PVDF纳米纤维复合膜的制备及其油水分离性能研究

采用静电纺丝法制备了聚偏氟乙烯(PVDF)纳米纤维膜,并采用共混纺丝法和真空抽滤两种方式将还原氧化石墨烯微球(rGO)负载于其上,获得高通量rGO微球@PVDF纳米纤维复合油水分离膜。通过调整静电纺丝过程参数(如推注速率和电场强度等)和纺丝液配方,对PVDF纳米纤维膜结构进行优化,并采用不同的rGO微球负载量、负载方式、黏结剂含量来提高纳米纤维膜的表面粗糙度和疏水性。利用扫描电子显微镜和接触角测试对纤维膜的表面形貌和亲疏水性进行表征,并通过二氯甲烷-水体系进行油水分离实验,测试了不同配方下杂化膜的重力驱动油水分离性能。结果表明,当静电纺丝溶液中PVDF含量为14%时,以1 mL·h^-1的推注速率,在15 kV下制得的PVDF纳米纤维膜,并将1%PVDF溶液、3 mg rGO微球(与黏结剂中有效成分PVDF质量比为3∶1)和溶剂组成的铸膜液抽滤在膜表面,复合膜表面水接触角为130.9°,其油水分离过程中的有机溶剂透过通量可达5 641.3 L·h^-1·m^-2,水相的截留率为99.28%。     

乳液涂敷制备硅橡胶富氧膜

实验制备了聚二甲基硅氧烷/聚砜（PDMS/PS）富氧膜,并考察其富氧性能,分别制备了溶剂型羟基硅橡胶富氧膜和乳液型羟基硅橡胶富氧膜,评价其渗透速率Q和分离系数α（O₂/N₂）,得出了二者在性能上的差异,发现溶剂型富氧膜渗透速率Q（O₂）是乳液型富氧膜Q（O₂）的3～4倍,而乳液型富氧膜的分离系数α（O₂/N₂）比溶剂型富氧膜略好,并且以水代替有机溶剂,采用硅橡胶水乳液作为涂敷材料进行乳液涂敷,制备的乳液型富氧膜相对于传统的溶剂型富氧膜,具有环保、安全和经济等特点.该方法制备的富氧膜同时也具有较好的富氧效果,其氧气渗透速率Q（O₂）在113 GPU左右,分离系数α（O₂/N₂）能达到2.0.