聚苯胺-蒙脱土复合物改性PVDF超滤膜的制备及性能

以过硫酸铵(APS)为氧化剂,采用原位化学氧化法制备出亲水性的聚苯胺-蒙脱土(PANI-MMT)插层纳米复合物.通过共混的方式将PANI-MMT添加到PVDF/PVPK30/NMP铸膜体系中,利用浸没沉淀相转化法制备出PANI-MMT改性PVDF平板超滤膜,系统考察了PANI-MMT添加量对膜结构和性能的影响.红外光谱(FT-IR)和X射线衍射(XRD)结果表明,聚苯胺(PANI)插层到蒙脱土(MMT)的层状间隙中;扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)结果显示,改性膜内部指状孔数量增加,膜表面粗糙度增大;孔隙率、接触角、水通量及牛血清蛋白(BSA)截留测试等表明,添加PANI-MMT后,PVDF膜的亲水性能显著提升,当添加量为0.5%时,纯水通量达到最大值445.86 L/(m2·h).改性膜对BSA的截留率无明显变化,均可保持在90%以上;热重分析显示,改性膜具有增强的热稳定性,在600℃条件下不易分解;此外,经PANI-MMT改性的PVDF超滤膜的通量恢复率(FRR)显著提高,5个循环的抗污染性能测试后,M2膜(PANI-MMT添加量为0.5%)的FRR仍保持在85%以上,显示出良好的抗污染稳定性能.     

静电纺PVDF/PAN共混纳米纤维膜对含油污水的过滤性能

制备不同共混比的静电纺聚偏氟乙烯/聚丙烯腈(PVDF/PAN)纳米纤维膜.应用扫描电子显微镜分析膜的表面形态,并测试共混纤维膜的亲水性、孔径及对自制乳化油污水的过滤效率.试验结果表明:随着PAN共混比例的增加,共混膜的纤维直径减小;共混膜的水接触角随PAN共混比例的增加呈明显下降趋势,下降幅度为30°,亲水性改善效果明显;共混膜的平均孔径为0.784~2.070μm;测得共混膜的纯水通量为4 019~5 340L/(m~2·h),约是PVDF商品超滤膜的30倍;共混膜对乳化油的截留率最高达到95.31%,稍小于PVDF商品超滤膜的97%.     

丙烯酸接枝改性聚偏氟乙烯及其微孔膜制备的研究

用丙烯酸对聚偏氟乙烯(PVDF)进行接枝改性,采用pH致相转化法制备了改性的聚偏氟乙烯(PVDF-g-AAC)微孔膜;通过ATR-FTIR和XPS分析,表明丙烯酸单体已接枝在PVDF链上;利用SEM和AFM表征了PVDF膜和PVDF-g-AAC改性膜的表面及断面的形貌;通过纯水通量、污染通量、静态和动态接触角验证了纯PVDF膜和PVDF-g-AAC改性膜的抗污染性能和亲水性。结果表明,丙烯酸的存在使得膜的各项性能都得到显著的提高。具体表现在亲水性提高,水通量上升,抗污染性能提高。并且随着凝胶浴pH的增加,改性的PVDF膜的性能也逐渐得到提高。从对接触角的测量,证明膜的亲水性随着pH的增大而得到了提高。膜的纯水通量从670L/(m~2·h)增加至1 140L/(m~2·h);膜的蛋白吸附量从80.1μg/cm~2下降到46.7μg/cm~2,膜的抗污染性大大提高。     

PVDF-g-PAA共聚物的制备及其改性PVDF膜

为了改善聚偏氟乙烯（PVDF）膜的亲水性,本文通过自由基聚合法,以水/乙醇混合溶液为溶剂,合成了以PVDF为主链,聚丙烯酸（PAA）为侧链的PVDF-g-PAA两亲性共聚物。通过改变丙烯酸（AA）浓度合成了三种不同接枝率的PVDF-g-PAA共聚物,红外(FT-IR）及热重分析(TGA)结果显示接枝率以AA单体浓度10%为最高。以PVDF-g-PAA共聚物为膜材料,采用浸没沉淀法制备膜,通过扫描电子显微镜（SEM）、接触角测试和过滤实验考察膜的形貌及性能。结果表明,随着接枝率的升高,改性膜的平均孔径及孔隙率随之增大,接触角随之降低,表明其亲水性有很大的改善。在保持较好分离效果的基础上,改性膜的水通量及通量恢复率比原膜分别提高了3.78倍和0.76倍,表明其渗透性能及抗污染性能都有很大改善。     

GO/PVDF超滤膜的表征及处理造纸废水的过滤特性

以氧化石墨烯(GO)掺杂聚偏氟乙烯(PVDF)制备的GO/PVDF平板膜为研究对象,研究膜的过滤特性和过滤阻力分布,并考察不同孔径的膜对造纸废水的处理效果。结果表明:随着GO掺量的增大,膜的亲水性以及抗污染性增强,膜的热稳定性增强。添加2%GO的膜的接触角为63.1°,纯水通量和牛血清蛋白(BSA)通量分别达到595和121 L/(m2·h),对BSA的截留率为74%;BSA溶液过滤过程中表面沉积阻力占主导,物理清洗后,膜的纯水通量恢复率低于55%;化学清洗后,膜的纯水通量恢复率大于96%。大孔径(1和2μm)膜处理造纸废水,因膜孔堵塞,通量迅速衰减,小孔径(0.15、0.3和0.55μm)膜的稳定通量随孔径的增大而增大。     

聚偏氟乙烯膜表面亲水改性

分3步对聚偏氟乙烯(PVDF)膜进行亲水改性,首先采用碱液处理脱除PVDF微孔膜表面的氟化氢(HF),然后通过热聚合接枝在PVDF微孔膜上接枝丙烯酸(AA),最后通过酯化反应在PVDF-g-AA链上酯化聚乙二醇PEG(200),以改善PVDF膜亲水性.优化了碱液处理条件对PVDF膜接枝率的影响,并研究了不同接枝率对膜性能的影响.测定了改性前后膜的化学结构、表面接触角、水通量和蛋白吸附等.结果表明,随着接枝率的增加(≤15wt%),改性后膜表现出优异的抗污染性和亲水性.     

NH_3等离子体特性及表面改性PAN超滤膜

针对超滤膜表面易受蛋白质污染的问题,采用低温氨等离子体改性聚丙烯腈(PAN)超滤膜,对放电过程中NH_3等离子体进行光谱诊断.通过测定改性前后膜接触角、纯水通量和BSA通量等指标,分析等离子体改性后超滤膜亲水性和抗污染性能的变化.结果表明,功率120 W,处理时间120s,接触角由原膜的57°降至20°,纯水通量、BSA通量和截留率均明显增大,等离子体改性能够有效提高超滤膜的亲水性和抗污染能力.通过双谱线法计算得出,等离子体放电过程中,电子温度随功率的增大而减小;随着压强的增大,电子温度逐渐升高.     

PVDF/Al_2O_3杂化膜的制备与性能表征

为了改善聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜的性能,采用溶胶-凝胶法,通过PVDF与异丙醇铝(AIP)的原位聚合,制备了不同Al2O3含量的PVDF/Al2O3杂化超滤膜.并采用扫描电镜、红外光谱、超滤实验、接触角和机械性能测试等手段对膜的结构和性能进行了表征.结果表明:AIP在注膜液中发生了水解聚合反应,生成铝氧聚合物掺杂在杂化膜中,并与PVDF发生键联;当AIP添加量为12%时,杂化膜的纯水通量比纯PVDF膜提高了83.36%,其对BSA的截留率由88.27%提高到96.64%,且膜的亲水性、机械性能和抗污染性都得到改善.     

两亲聚合物改性聚偏氟乙烯膜及其渗透性能

采用大分子单体法合成了含有聚氨酯丙烯酸酯链段和聚甲基丙烯酸甲酯链段的两亲聚合物。将两亲聚合物添加到聚偏氟乙烯(PVDF)原材料中通过相转化法制得聚合物分离膜。通过红外光谱(FT-IR)表征了大分子单体的结构,用凝胶渗透色谱(GPC)仪测定了两亲聚合物的分子量;利用扫描电子显微镜(SEM)观察了膜表面形貌;研究了超滤膜的纯水渗透通量、截留性能、膜表面亲水性和耐污染性等性能。研究表明,随着两亲聚合物含量从0增加到15%,纯水渗透通量由纯PVDF膜的23 L/(m2.h)提高到122 L/(m2.h),膜表面水接触角下降,膜渗透通量衰减实验表明膜的耐污染性得到提高。     

PVDF-SiO_2中空纤维复合膜的制备和表征

采用相转化法制备聚偏氟乙烯(PVDF)-二氧化硅(SiO2)中空纤维复合膜,讨论了纳米SiO2粒子对PVDF膜结构和性能的影响。通过扫描电子显微镜、能谱、傅里叶红外光谱、热分析、材料试验、接触角测量和超滤实验分别对不同膜的微观结构、化学组成、热稳定性、机械强度、亲水性以及分离性能、抗污染能力进行了联合表征。结果表明:添加SiO2粒子有利于PVDF由α相向β相转变,复合膜的性能与纯PVDF膜相比有明显改善。当w(SiO2)=3%时,纳米颗粒分散较均匀,膜断裂强度为纯PVDF膜的2.7倍,纯水通量由81.6 L/(h.m2)提高到160.0 L/(h.m2),热稳定性、亲水性和抗污染性显著提高;但过高的SiO2含量(w3%)会引起纳米颗粒团聚而导致膜的各项指标下降。     

粉末活性炭（PAC）改性聚偏氟乙烯（PVDF）超滤膜的制备及性能研究

以粉末活性炭（PAC）为改性剂,通过共混杂化的方法加入聚偏氟乙烯的铸膜液中,采用相分离法制得一系列含有不同PAC比例的聚偏氟乙烯（PVDF）超滤膜。通过电子扫描显微镜、原子力显微镜、接触角测量、红外光谱等表征手段对改性膜和空白膜的结构和性能进行对比和分析,并以腐殖酸溶液和市政二沉池出水为处理对象进行过滤实验,研究PAC的添加对超滤膜的抗污染性能影响。结果表明：PAC的添加可以提升超滤膜的孔隙率,改善亲水性,增强纯水通量和污染物阻截率。并且,以纯水通量最高的活性炭杂化超滤膜和空白膜作为对照组进行腐殖酸（HA）溶液和市政二沉池出水的过滤实验,发现PAC的添加可以增强超滤膜的抗污染性能。     

PVDF/PMMA/PES 共混膜的制备及性能研究

 以聚偏氟乙烯/聚甲基丙烯酸甲酯/聚醚砜(PVDF/PMMA/PES)为三元共混体系,采用浸没沉淀法制备共混超滤膜,以期改善PVDF 膜的亲水性能,提高其抗污染性。结果表明,当PVDF:PMMA:PES 的质量比为85:10:5,80:15:5,75:15:10 及70:20:10 时,共混体系相容性较好,且所制备的膜亲水性较好。当PVDF:PMMA:PES 的质量比为70:20:10 时,水通量为43 L·m^-2·h^-1、孔隙率为73%,前进角为75.88°,后退角为20.22°。     

聚偏氟乙烯混合基质超滤膜的制备与研究

分别采用溶剂热法和水热法制备出3种粒径的沸石咪唑酯框架材料(ZIF-8),利用非溶剂致相分离法与共混法制备了高性能聚偏氟乙烯(PVDF)混合基质超滤膜,讨论了膜的纯水通量及其衰减、蛋白质通量恢复率、动态接触角以及孔径分布变化。结果表明,不同纳米级的ZIF-8颗粒对PVDF混合基质膜具有不同的增强效果,通过傅里叶变换红外光谱、扫描电镜、光电子能谱以及原子力显微镜深入研究了不同粒径的ZIF-8颗粒对混合基质膜的改性效果并探究其机理,确定了适用于高性能聚偏氟乙烯混合基质膜体系的最优沸石咪唑酯框架材料粒径以及铸膜液组成。     

Preparation and characterization of poly(vinylidene fluoride) composite membranes blended with nano-crystalline cellulose

Poly(vinylidene fluoride) (PVDF) composite membranes blended with nano-crystalline cellulose (NCC) for ultrafiltration were prepared by a Loeb-Sourirajan (L-S) phase inversion process.The effects of NC...     

Fabrication and Properties of Porous Film/Fabric Composites for Vascular Scaffold Application

A composite vascular scaffold combining textile reinforced structure and biodegradable polymer is introduced, which may possess high porosity and connectivity. Moreover, the porous size could be controlled. The proposed scaffold consists of a warp-knitted poly （ethylene terephthalate ） （PET） fabric with well-defined macropores, which is embedded with a porous biodegradable polymer membrane. The aim of this paper is to study the fabrication and properties of porous polymer membrane through optimizing the parameter of composite methods from freeze drying/particle leaching （ FD/PL ） and gas foaming/particle leaching （ GF/PL ）, subsequently combining with the warp-knitted fabric. Weighing method was utilized to analyze the porosity of the samples and the scanning electron microscope （SEM） images were taken to observe the porous structure of the vascular membrane. In addition, ,the static contact angle （CA） was measured to estimate the hydrophilicity of the samples, and the tensile testing of the composites was performed on the universal mechanical tester. Furthermore, the water permeability of the membrane was also calculated. The results showed that the porosity and pore connectivity of the vascular membrane were diverse, became of solution concentration, particle size, ratio of content, etc. Meanwhile, the stress-strain curves and the bursting strength showed the different mechanical properties among composite scaffolds in different structures.     

超高相对分子质量丙烯腈-马来酸酐共聚物超滤膜的研究

采用超高相对分子质量的丙烯腈-马来酸酐共聚物制得平板超滤膜,并考察了预蒸发时间,共聚物浓度、铸膜液温度等工艺条件对膜结构和性能的影响。结果表明,上述诸因素对超滤膜的结构和性能有明显的影响,可通过改变上述参数在很大程度上调节膜的形态结构,从而使膜具有一系列的性能,为制造聚丙烯腈共聚物超滤膜提供参考。     

1 -氯蒽醌介体改性膜的制备及脱色应用

解决氧化还原介体易随水体流失的问题,以PVDF为膜基材,1 氯蒽醌为氧化还原介体添加剂,采用浸没沉淀相转化法制备氧化还原介体膜,并对改性前后的PVDF膜进行SEM、FTIR和XRD等表征,检测膜的水通量和BSA截留率等,对比原膜与介体膜对染料的脱色效率。结果表明,1 氯蒽醌可成功固载在PVDF膜上,1 氯蒽醌含量为2%时,所成膜表观平整,机械性能良好;改性后的PVDF膜孔隙变大,纯水通量从502 L·(m2·h)-1增高到915 L·(m2·h)-1,完全脱色时间由94 h缩短为46 h,效率提高了2倍。证明所制备的蒽醌介体膜有良好的电子传递能力,可有效提高脱色效率。     

聚砜酰胺超滤膜的研究

采用相转换法制备了聚(磺酰基-1,4-亚苯基亚氨基对苯二酰基亚氨基-1,4-亚本基)[聚砜酰胺(PSA)]超滤膜,膜的透水速度为118 mL/cm~2·h,在98.07 kPa压力下,对牛血清蛋白(68 000)的截留率达90.6%。PSA膜的分离性能显著地依赖于铸膜液的组成、溶剂体系、添加剂、溶剂蒸发时间、沉淀剂体系及沉淀温度。结果还表明PSA是一种具有耐热、抗氧化和化学稳定性的合成膜材料。