PSF/TiO_2杂化超滤膜形成过程的热力学和动力学研究

采用溶胶-凝胶法制备了不同纳米TiO2含量的聚砜(PSF)/TiO2杂化超滤膜,研究了TiO2浓度对聚砜铸膜液流变学及热力学性质的影响,构建了计算成膜过程中表观扩散系数(Da)的新方法,求出不同TiO2浓度及温度下的Da值,进而剖析了铸膜液流变学和热力学性质的变化对成膜动力学的影响.并通过扫描电镜观察、杂化膜孔隙率和超滤性能的测试考察了表观扩散系数与膜结构和性能的关系.结果表明,加入TiO2溶胶的PSF铸膜液由牛顿流体转变为非牛顿流体,其粘度随TiO2浓度增大而增大.TiO2的加入减小了铸膜液对非溶剂的容纳能力,加速铸膜液的液-液相分离,同时TiO2引起的热力学促进作用和流变学阻碍作用相互竞争,共同影响Da的变化.实验得出,Da随温度升高而增大,随TiO2浓度的增大有先增大后减小的趋势.表观扩散系数Da与膜的结构和性能具有很好的相关性并能直观地描述整个成膜过程.