氧化石墨烯/聚偏二氟乙烯复合纤维过滤膜的制备及其过滤性能

为得到高过滤效率、低过滤阻力的空气过滤材料,将氧化石墨烯掺入以聚偏二氟乙烯(PVDF)为基体,N,N-二甲基甲酰胺与丙酮为混合溶剂的纺丝液中,利用静电纺丝技术制备高性能氧化石墨烯/PVDF复合纤维过滤膜。研究不同聚偏二氟乙烯质量分数、氧化石墨烯质量分数、静电纺丝电压、接收距离等参数对复合纳米纤维过滤膜外观形态、过滤效率、过滤阻力的影响。结果表明:聚偏二氟乙烯质量分数为16%,氧化石墨烯质量分数为1. 0%,静电纺丝电压为29. 0 k V,接收距离为16 cm时,制备的复合纤维过滤膜形貌较好,纤维连续且均匀,过滤效率为99. 99%,过滤阻力为11. 53 Pa/μm,具有良好的过滤性能。

氧化石墨烯、短切碳纤维改性聚偏氟乙烯复合膜的摩擦磨损及介电性能

采用溶液浇铸法分别制备了氧化石墨烯(GO)与短切碳纤维(CF)改性聚偏氟乙烯(PVDF)复合膜;采用摩擦磨损试验机和数字电桥研究了复合膜的摩擦磨损性能及介电性能。结果表明:在GO和CF添加量较低时(体积分数小于1%),复合膜的摩擦因数较低,同时具有时间稳定性;GO和CF添加量较高时,随时间延长,CF/PVDF复合膜的摩擦因数增大,而GO/PVDF复合膜具有时间稳定性;随着GO和CF添加量增多,复合膜的介电常数先升高后下降,介电损耗先下降后升高;随着频率的增大,复合膜的介电常数缓慢下降,而介电损耗先下降后急剧升高。

静电纺丝法制备氧化石墨烯/聚偏氟乙烯复合纳米纤维

采用静电纺丝法,添加不同质量分数的氧化石墨烯(GO)制备GO/聚偏氟乙烯(GO/PVDF)复合纳米纤维。利用扫描电子显微镜对复合纳米纤维的微观结构进行观察,并计算纤维的平均直径和标准偏差。结果表明,添加GO时,所纺纤维的表面粗糙度明显增加,纤维表面不光滑,凹凸不平;随着GO质量分数的增加,纤维的平均直径增大,直径标准差变化不显著;当GO的质量分数过高时,纤维无法成型。

氧化石墨烯/聚偏氟乙烯复合涂层的机械性能与防腐性研究

采用改进Hummers法合成氧化石墨烯,经旋涂制备氧化石墨烯/聚偏氟乙烯复合涂层。利用原子力显微镜(AFM)、红外光谱(FT-IR)表征氧化石墨烯;测定了复合涂层的机械性能,并借助扫描电子显微镜(SEM)观察断口形貌;同时测试了复合涂层的防腐性能。结果表明,氧化石墨烯片层为单层且含有大量含氧官能团;复合涂层的机械性能和防腐性能都随氧化石墨烯含量的增加呈现先增后减的趋势。当氧化石墨烯含量为0.5%时,复合涂层的拉伸强度和断裂伸长率达到最大值(分别为83.63 MPa和389%),分别比纯聚偏氟乙烯膜高25%和31%;同时复合涂层的防腐性能最佳,比纯聚偏氟乙烯涂层的阻抗模值高1.4个数量级。

四氧化三铁负载石墨烯/聚偏氟乙烯复合电介质材料的温敏极化特性

将水热合成四氧化三铁负载的石墨烯(rGO/Fe3O4)引入到聚偏氟乙烯(PVDF)基体中,制备三元复合电介质材料(rGO/Fe3O4/PVDF).利用SEM、TEM、XRD、阻抗分析仪等测试手段对复合材料的形貌、结构、介电性能进行了表征,着重研究了材料在不同温度下的介电性能及极化特性.结果表明,Fe3O4的存在有效促进了石墨烯的分散,协同增强了PVDF电介质的介电性能.此外,复合材料的表面极化表现出了很强的温度依赖性,其介电常数随着温度升高而增大,尤其在玻璃化转变温度和熔点附近,材料表现出较大的介电松弛.

氧化石墨烯对聚偏氟乙烯基复合正渗透膜性能的影响

以高通量的溶液相转化法聚偏氟乙烯(PVDF)膜为支撑基膜,采用界面聚合法制备复合正渗透(FO)膜;分别通过铸膜液添加和水相添加的方法,将氧化石墨烯(GO)引入到基膜和分离层中,探究GO对复合正渗透膜结构与性能的影响。试验得出,基膜中加入适量GO(铸膜液中质量分数为0.6‰)可以提高复合膜的正渗透水通量;分离层中加入适量GO(水相中质量分数为1‰),可以降低复合膜的反向盐通量,提高其截盐率;连续正渗透脱盐试验也得出与之一致的结论。

氧化石墨烯/聚偏氟乙烯复合膜的研究

为了实现对聚偏氟乙烯膜性能的提升,文章就通过氧化石墨烯对聚偏氟乙烯膜实施处理,通过Hummers法对氧化石墨实施合成处理,后借助超声的分散法实现氧化的石墨烯得到,以溶剂的蒸发法来对此复合膜实施制备;再通过TEM(透射电子的显微镜)、FTIR(红外光谱)和X射线的衍射来对氧化的石墨烯结构和形貌实施分析,并对复合膜以SEM(扫描电子的显微镜)对机械的性能和导热系数实施测定与分析,基于此来对氧化的石墨烯会影响复合膜的导热系数情况进行掌握。

柔性石墨烯/聚偏氟乙烯电加热复合膜的制备与研究

石墨烯(GE)具有独特的二维纳米结构、良好的导电性和优异的热性能,使其在与聚偏二氟乙烯(PVDF)一起构建高性能聚合物填料时优于传统填料材料。采用溶液共混法制备GE/PVDF分散液,真空干燥法制备了GE/PVDF电热复合膜。GE/PVDF复合膜具有优良的电热性能(10 V电压下可快速达到196℃)、柔韧性好、质量轻(16 g/m^(2))及热量分布均匀等特点。GE/PVDF复合膜保留了GE的固有特性,可在较低的工作电压下进行快速的电热响应,并继承了PVDF良好的机械性能。与其他电热材料相比,GE/PVDF复合膜具有显著优势,有助于提升智能纺织品在工业和航空等领域的应用。

聚偏氟乙烯/石墨烯复合材料的制备及性能研究

用溶液共混法制备出聚偏氟乙烯/氧化石墨烯复合材料(PVDF/GO),经高温热压将GO还原得到聚偏氟乙烯/还原氧化石墨烯复合材料(PVDF/rGO)。研究了填料种类及含量对复合材料电学性能、热稳定性和力学性能的影响。结果表明:随GO和rGO的添加,两种复合材料的介电常数(εr)均变大、介电损耗(tanδ)变化不大;低含量下GO和rGO均能提高PVDF的热稳定性,但rGO对PVDF性能的改善效果更好;随填料含量从0增加到8%(质量),100 Hz下PVDF/rGO复合材料的εr从3.60增加到38.30,PVDF/rGO[4%(质量)]复合材料失重率为5%的分解温度较纯PVDF提高了6.44℃。rGO增强了PVDF的刚性,PVDF/rGO复合材料的拉伸强度先增大后减小,杨氏模量逐渐增大,当rGO含量为4%(质量)时拉伸强度最大,拉伸强度和弹性模量分别较纯PVDF提高了35.30%、22.58%。但GO和rGO都降低了复合材料的击穿场强。

氧化石墨烯含量对聚偏氟乙烯超滤膜结构和性能的影响

采用浸没沉淀相转化法制备不同氧化石墨烯添加量改性聚偏氟乙烯复合超滤膜,并使用扫描电镜和接触角测量仪表征膜片断面结构及亲水性;借助超滤杯测定不同膜片的纯水通量,模拟污染后的水通量恢复率及水通量衰减率;对复合膜对大肠杆菌的抑制性也进行了表征。结果表明:当氧化石墨烯添加量为1%时,改性膜的指状孔结构明显而且较粗,水通量达到最大值为240.7L/(m^(2)·h);此时改性膜的亲水性、抗污染性较好,水通量衰减率较低,复合膜的抗菌性能较好。

聚偏氟乙烯复合膜的抗污染改性探究

为改善制约膜技术发展的因素之一的膜污染问题,对一种聚偏氟乙烯(PVDF)复合膜进行了抗污染改性研究,通过对改性膜的微观结构、机械强度、水接触角、水通量等进行分析,探讨了铸膜液溶剂、致孔剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)及氧化石墨烯(GO)对共混膜的性能影响。结果表明,添加质量分数1.5%的PVP及质量分数0.15%的GO的PVDF复合膜的水接触角从68.8°减小为54.5°,水通量高达10.55 m3/(m2·h·MPa),而且改性膜对污染物的截留率和通量恢复率都获得了提升,其抗污染能力增强。

聚偏氟乙烯基复合正渗透膜的制备与表征

采用溶液相转化法制备高孔隙率、大通量聚偏氟乙烯(PVDF)膜作为复合正渗透膜基膜,研究通过改变基膜制备过程中的凝固浴温度,以及在铸膜液中加入高亲水性的氧化石墨烯(GO)来优化基膜及其复合膜的结构与性能。结果表明,凝固浴温度为40℃、GO的质量分数为0.06%时,所得复合膜的正渗透性能较好,分离层朝向原料液和分离层朝向汲取液模式下的纯水通量分别为14.7、21.84 L/(m^2·h)。扫描电镜观察发现,基膜断面由较薄皮层和半开放膜内大孔组成,GO的加入使膜内大孔体积增大,而对复合膜表面的峰谷结构影响较小。

氧化石墨烯共混纳米材料基PVDF复合超滤膜研究进展

目前膜分离主要用到的膜材料是聚偏氟乙烯,具有独特亲水性的氧化石墨烯和聚偏氟乙烯相结合会改善原膜的一些缺陷,提高所得复合膜的性能.简要介绍了纳米材料与GO以及PVDF共混制备复合膜,主要包括纳米Ag/GO/PVDF复合膜、Ti O2/GO/PVDF复合膜以及碳纳米管/GO/PVDF复合膜.相比传统复合膜,Ag/GO/PVDF复合膜不仅提高了原膜膜的截留率、膜通量、抗污染性能,而且还赋予膜抑菌杀菌的优点;Ti O2/GO/PVDF复合膜主要为原膜提供新的光催化性能进而改善复合膜的抗污染性能,同时也改进了Ti O2不易回收的缺点;碳纳米管/GO/PVDF复合膜改进了原膜的硬度和韧性,以及膜的亲水性和截留率等优点,使纳米材料在超滤膜里得到了广泛应用,为氧化石墨烯基膜在水处理应用拓宽了思路.

氧化石墨烯/聚偏氟乙烯复合膜研究

采用Hummers法合成氧化石墨,通过超声分散法获得氧化石墨烯,并使用溶剂蒸发法制备了氧化石墨烯/聚偏氟乙烯复合膜。采用透射电子显微镜(TEM)、红外光谱(FTIR)以及X射线衍射(XRD)对氧化石墨烯的形貌和结构进行分析,对复合膜进行扫描电子显微镜(SEM)、机械性能以及导热系数的分析测定。结果表明,本实验中制备的氧化石墨烯含有大量的含氧基团;氧化石墨烯能够均匀的分散在复合膜中,并且会增加复合膜的机械性能和导热性能。复合膜的导热系数随w(氧化石墨烯)的增加而呈现先增大后减小的趋势,当w(氧化石墨烯)为0.4%时,导热系数达到最大值。

热致相分离法PVDF/纳米SiO_2/石墨烯杂化中空纤维膜的制备及性能分析

为改善热致相分离(TIPS)聚偏氟乙烯(PVDF)膜的性能,以邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和邻苯二甲酸二辛酯(DOP)组成混合稀释剂,以纳米SiO_2、石墨烯为添加改性剂,采用TIPS法制备了PVDF中空纤维杂化膜.通过扫描电子显微镜(SEM)观察所得膜形貌,并对其渗透性能及机械性能进行测试表征,研究了纳米SiO_2、石墨烯添加量对PVDF中空纤维膜结构和性能的影响.结果表明:所得膜为均质海绵状孔结构,膜外表面较光滑,内表面粗糙且疏松多孔,随纳米SiO_2添加量的增加膜内外表面水接触角均增大,膜纯水通量先减小后增大,膜孔隙率均大于70%,膜断裂强度和断裂伸长率均先增大后减小;同时添加质量分数分别为3%和0.5%的纳米SiO_2和石墨烯,石墨烯以片层形式均匀分散在膜内,膜纯水通量可达418 L/(m^2·h),相较于原膜断裂强度提高12.6%,断裂伸长率提高89.2%.

氧化石墨烯-氨基酰化酶/聚偏氟乙烯复合膜的制备及特性

通过静电吸附法成功制备了氧化石墨烯-氨基酰化酶(GO-acylase)颗粒。将GO和GO-acylase颗粒分别添加到聚偏氟乙烯(PVDF)铸膜液中,通过相转化法制备了GO/PVDF和GO-acylase/PVDF复合膜。结果显示,GO-acylase/PVDF复合膜的粗糙度最低(Ra=8.21nm),表面最平滑。GO/PVDF和GO-acylase/PVDF复合膜的接触角较小(73.72°和71.31°),说明复合膜的亲水性优于纯PVDF膜。由于GO的添加会增强溶质和非溶质之间的转化过程,从而导致GO/PVDF复合膜的纯水通量最大(69.0L/(m^2 h))。经过测定,GO-acylase/PVDF复合膜的生物活性在4℃下可以持续4周左右。研究结果表明,GO-acylase/PVDF复合膜的成功制备为抗生物污染膜的研发提供了新思路。

氧化石墨烯/聚偏氟乙烯复合膜的制备及抗污染性能

采用改进的Hummers法制备出具有"二维结构"的氧化石墨烯(graphene oxide,GO),以聚偏氟乙烯(PVDF)为高分子聚合物,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为制孔剂,采用浸没沉淀相转化法制备得到GO/PVP/PVDF复合超滤膜。测定了复合超滤膜的纯水通量、接触角、污染物截留、膜片SEM和AFM图像、膜面Zeta电位以及复合膜与牛血清蛋白(BSA)之间的微观作用力等参数。结果表明,随着GO含量的增加,膜表面亲水性官能团的含量显著增加,复合膜的接触角从74.61°(M0)减小到66.39°(M2),纯水通量增加了33%;SEM和AFM的结果表明,复合膜的膜孔有所拓宽,表面粗糙度由23.79(M0)降低为20.2(M3),表面更加平滑。而GO的加入使得复合膜与BSA之间的微观作用力也从2.47 m N·m-1降至0.13 m N·m-1,说明GO/PVP/PVDF复合超滤膜较传统PVDF超滤膜具有较优越的抗污染性能。

石墨烯功能化改性聚偏氟乙烯介电复合材料的制备及其性能

为获得高介电性能的复合材料,以聚偏氟乙烯(PVDF)为基体,首先以离子液体功能化改性的氧化石墨烯(GO-IL)为填料制备了不同GO-IL含量的GO-IL/PVDF二元介电复合材料,在此基础上引入羟基化钛酸钡(BT-OH)通过溶液共混制备了不同比例的BT-OH-GO-IL/PVDF三元介电复合材料。分别采用FTIR、FESEM、XRD、拉伸性能测试、电性能测试、DSC等方法系统研究了填料GO-IL和BT-OH的含量对所得复合材料的热性能、力学性能和电性能等的影响。FITR和XRD测试表明,IL成功接枝于GO上,GO-IL的加入促进了PVDF中β晶的生成。DSC测试进一步表明,GO-IL的加入提高了复合材料的结晶度,含2wt%GO和2wt%GO-IL的复合材料结晶度分别达到了35.3%和36.9%。电性能测试表明,GO-IL更容易在PVDF基中构成局部导电网络,促进电子位移极化,进而提高复合材料的介电常数。在GO-IL/PVDF复合材料中,当GO-IL填料含量为2wt%时,复合材料的介电常数达到了24.28,是纯PVDF的2.6倍。但当填料含量达8wt%时,复合材料的介电常数达到了78.46,同时介电损耗也大幅增大,达到了2.25。电阻相比于纯PVDF下降了1~2个数量级。三元复合材料中,当GO-IL含量为2wt%、BT-OH填料含量为20wt%时,复合材料的综合性能最好,介电常数达到了40.32,介电损耗为0.38。

GO/PVDF复合微滤膜制备及其性能表征

为了探究GO对PVDF微滤膜亲水性及渗透性能的影响,以GO作为无机添加剂,利用相转化法制备了高性能GO/PVDF复合微滤膜,先后考察了铸膜液预挥发时间、凝固浴温度对复合膜性能的影响,同时从成膜机理的角度上分析了GO投加量对复合膜结构和性能的影响,确定了最优制膜配方.结果表明:保持铸膜液预挥发时间为0 s、凝固浴温度为29℃时更有利于提高膜纯水通量和截留率;投加GO后大幅度提高了膜亲水性,当GO的相对质量分数(即相对于PVDF的质量分数)为1.5%时,膜表面形成了致密的多孔结构,使纯水通量提高了87.6%,对BSA的截留率从63.56%增加到了71.27%.

GO/PVDF/PVP静电纺丝纳米复合膜及其性能研究

聚偏氟乙烯(PVDF)的强疏水性使其容易受到蛋白质病毒等有机物的污染,为有效减少细菌吸附,抑制细菌繁殖,需要对PVDF膜进行改性。采用静电纺丝技术,添加PVP和氧化石墨烯对PVDF进行功能性修饰,得到了一种新型PVDF复合膜。该复合膜纤维粒径在980nm左右、亲水性得到成倍提高,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌能力优于国家标准。