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温敏性聚偏氟乙烯-凹凸棒石混合基质超滤膜的分离性能(3)

时间:2023-11-26 14:27来源:毕业论文
1。2。1PVDF超滤膜的改性[5,6]来自优I尔Y论S文C网WWw.YoueRw.com 加QQ7520~18766 PVDF超滤膜改性方法主要有共混改性法[5]和表面改性法[6]。共混改性[5]:在制备PVDF超

1。2。1PVDF超滤膜的改性[5,6]来自优I尔Y论S文C网WWw.YoueRw.com 加QQ7520~18766

PVDF超滤膜改性方法主要有共混改性法[5]和表面改性法[6]。共混改性[5]:在制备PVDF超滤膜过程中,加入一种或几种新材料与基体共混,以优化其某些性能,均衡体系材料的性能并获得综合性能更理想的超滤膜。目前常用的共混改性添加剂有无机纳米材料、碳基纳米材料及两亲性共聚物。

(1)无机纳米颗粒共混改性在高分子膜中掺杂无机纳米材料是目前超滤膜改性的研究热点之一[7]。Yan[8]等研究了

掺杂纳米Al2O3颗粒的PVDF超滤膜的亲水性能,结果显示膜孔径及孔隙率无明显变化,而膜通量的增加是因为膜表面亲水性的增强,且PVDF/Al2O3共混膜的力学性能也优于未改性膜[9];Ebert[10]制备的PVDF/TiO2共混膜,其膜通量与抗压性能均提高了。

(2)碳基纳米材料共混改性

Zhang[11]等制备了PVDF/GO/OMWCNT共混膜,测试结果表明,在OMWCNT和GO

的协同作用下,膜的分离性能增强。

(3)两亲性共聚物共混改性

可以通过ATRP、热接枝聚合和可逆加成-断裂链转移聚合等方法制备两亲性共聚物。PVDF与共聚物疏水端能基本保持良好的相容性,而共聚物亲水端通过表面偏聚作用,在成膜的过程中聚集到膜表面。

表面改性:在PVDF超滤膜表面引入含有亲水基团的分子链段或一些极性基团,使膜表面显示出亲水性。一般有表面涂覆法和表面接枝法。

(1)表面涂覆改性[12~16]

由于涂覆物质的疏水部链端与膜表面的PVDF分子链之间可以产生氢键作用,当涂覆具有两亲性结构的物质时,其亲水部分会覆盖在膜表面,并在膜表面形成一种保护层。根据成膜过程可以分为直接和间接两种方法。顾名思义,直接法即直接将带有某些功能的高分子涂在膜表面;间接法是把带有某些官能团的均聚物或共聚物溶液涂覆在基膜上,待溶剂蒸发后,聚合物膜就会从基膜上剥离出来。Hoek[17]等和Khayet[18]等均通过实验发现,表面涂覆不仅能改善膜的亲水性,同时能提高膜的光滑度。

(2)表面接枝聚合改性采用化学方法或高能量射线辐照法使膜材料表面产生易与亲水性单体接枝聚合的自由基,再将亲水性单体接枝到膜表面的高分子链上,形成的亲水层使PVDF超滤膜具有良好的亲水性。李鹏等[19]对聚偏氟乙烯中空纤维超滤膜进行改性,采用了丙烯酸(AcrylicAcid,AA)等离子体化学沉积法。表征结果显示,改性后PVDF膜的机械强度提高,纯水通量增加,且通过等离子体改性后,PVDF中空纤维超滤膜的抗污染性能也提高了。梁基照等[20]通过在紫外辐照下,以二苯甲酮为光引发剂,将亲水性单体丙烯酸接枝到聚偏氟乙烯超滤膜的表面。测试结果发现改性膜的亲水性有了明显改善,分离性能也有所提高。但是,表面改性需要对PVDF膜进行后处理,增加操作步骤和制膜成本,阻碍了其规模化应用。

1。3凹凸棒石论文网

凹凸棒石是一种天然纳米针状硅酸盐,被誉为“千土之王”。其具有的特殊晶体结构赋予了它优良的吸附性、流变性、催化性、填充性及离子交换、热稳定、抗盐、凝胶、造浆和高温变相等温性能,使其应用前景非常广阔[21-22]。

1。3。1 凹凸棒石的性能

(1)纳米材料

凹凸棒石应用在高分子材料中,不仅能显著提高材料的力学性能和抗老化性,还会给材料带来一些新特征。

(2)主要性能见表1-2

表1-2凹凸棒石的主要性能

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