以聚偏氟乙烯为基底的高渗透选择性聚酰胺/酯纳滤膜的制备与表征

以亲水性聚(N-羟乙基丙烯酰胺)(PHEAA)、疏水性聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为链段的两亲性三嵌段共聚物PHEAA-b-PMMA-b-PHEAA(PHMH)为改性剂,以聚偏氟乙烯(PVDF)为基底膜材料,利用非溶剂诱导相分离法制备了PVDF/PHMH基底.与未改性PVDF基底相比,PVDF/PHMH基底表面孔径变小,孔隙率和亲水性增加;与PVDF基底纳滤膜N0相比,通过界面聚合制备的PVDF/PHMH基底纳滤膜N1表面粗糙度大、亲水性强、截留分子量小,N1纳滤膜对Na_(2)SO_(4)的截留率为96.0%,水渗透通量高达304 L·m^(-2)·h^(-1)·MPa^(-1),优于商业化纳滤膜的渗透选择性.

聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维复合纳滤膜的研究 I.复合纳滤膜的制备

以自制的聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维基膜,采用界面缩聚法制备了PVDF中空纤维复合纳滤膜(PVDF-HFNF),研究了水相与油相浓度配比、溶质浓度、反应时间、添加剂浓度、反应温度等对PVDF复合膜性能的影响。同时,探讨了二次反应对PVDF-HFNF制备的影响,从而确定了适宜的PVDF-HFNF制备条件,在压力0.2 M Pa、22°C下,测得PVDF-HFNF对浓度为2 g/L的N a2SO4的截留率为97%,通量为31.7 L/(m2.h)。该膜的分离性能接近于商业纳滤膜。

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。

压电膜中聚偏二氟乙烯β相形成和含量提高的研究进展

聚偏二氟乙烯(PVDF)作为一种优秀的聚合物压电材料能够达到工业或日常应用的需求,同时还具有优良的柔韧性、耐候性、耐冲击性和生物相容性,环境适应能力强,在压电应用领域拥有巨大的市场潜力。作为一种半结晶高分子材料,PVDF的压电性主要来源于其内部全反式TTTT构象的β相。因此,对PVDF的β相含量的提高是研究和提高PVDF压电性能的重要途径。本文旨在简要总结PVDF的β相形成和含量提高的主要策略,从原料选择、制备工艺和后处理方法等方面综述了影响PVDF中β相含量的因素,分析各种策略的优势与不足,并对未来发展趋势进行了展望。

聚偏氟乙烯管式纳滤膜性能的影响研究

以聚偏氟乙烯管式超滤膜为基膜,采用界面聚合法制备复合纳滤膜。讨论了水相浓度、水相处理时间、有机相浓度、有机相处理时间、热处理温度和热处理时间等因素对聚偏氟乙烯管式复合纳滤膜截留率和通量的影响。

二次刮膜法制备处理石化污水聚偏氟乙烯复合膜

研究了一次刮膜形成偶联层的涂覆液组成与刮膜厚度以及二次刮膜铸膜液的配方与成膜工艺,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)等对制备的膜组成及结构进行了表征。首先通过聚合物共混相容性实验筛选出聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)作为支撑层聚酯无纺布与聚偏氟乙烯(PVDF)铸膜液之间的偶联层聚合物,确定一次刮膜涂覆液中PMMA的质量分数为12%,刮膜厚度为20μm;然后优化确定了二次刮膜铸膜液配方NMP/PVDF/PMMA/PVP质量比为74/16/4/6。经二次刮膜法制备的聚偏氟乙烯平板复合超滤膜机械强度高,抗反洗能力强,主体材料为PVDF,在0.1 MPa条件下纯水通量稳定在628.1 L/(h·m^2),接触角为53.7°,用于实际石化废水处理运行1个月膜平均产水通量约为68.3 L/(h·m^2),产水浊度基本稳定在0.2~0.6 NTU之间,膜表面污染物较少,抗污染能力强。

原位界面聚合制备PVDF复合纳滤膜的研究

为改善聚偏氟乙烯(PVDF)复合纳滤膜性能,以掺入单体哌嗪(PIP)的铸膜液制备基膜,通过原位界面聚合快速制备复合纳滤膜,简化了制备程序。ATR-FTIR分析结果表明,基膜上成功生成聚酰胺(PA)层,SEM观察到PA层表面具有典型结节结构。得到的复合纳滤膜对Na2SO4截留率为95.59%,渗透通量为12.37 L/(m^(2)·h·bar),远高于传统界面聚合制备的PVDF复合纳滤膜。72 h的持续测试结果表明该复合纳滤膜具有良好的长期稳定性。

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。

PA/PET/PDA/PVDF复合纳滤膜制备及其处理染料废水的研究

为提高PA/PDA/PVDF(聚酰胺/聚多巴胺/聚偏氟乙烯)纳滤膜选择层的疏松程度,在水相单体多巴胺(DA)与聚乙烯亚胺(PEI)中添加β-环糊精(β-CD),通过β-CD与均苯三甲酰氯(TMC)聚合生成的聚酯(PET)调控PA/PDA选择层的微观结构,从而制得PA/PET/PDA/PVDF复合疏松纳滤膜。考察了β-CD添加量对复合纳滤膜微观结构、表面粗糙度与过滤性能的影响,并对复合纳滤膜化学结构和膜表面亲水性进行了表征,同时对复合纳滤膜处理模拟活性黑5(RB5)染料废水的效果进行了探讨。结果表明,β-CD能明显改善PA/PET/PDA/PVDF复合纳滤膜选择层的疏松程度和亲水性;随β-CD添加量增加,复合纳滤膜表面粗糙度增大,亲水性、纯水和染料通量增加,对染料和盐的截留率逐渐降低。综合考虑β-CD浓度对模拟RB5溶液通量和截留率的影响,β-CD的最佳质量浓度为1 g/L,在最佳条件下制备的纳滤膜对RB5的截留率达96.4%,对NaCl的截留率仅为2.9%,染料与盐的分离因子为33.2。

紫外接枝和界面聚合法修饰的PVDF/PSA耐酸复合纳滤膜的制备及其性能

为解决传统分离膜耐酸性较差的问题,基于紫外接枝和界面聚合法制备了一种耐酸性复合聚偏氟乙烯(PVDF)纳滤膜。首先以自制PVDF超滤膜为基膜,通过紫外接枝聚合将丙烯酸(AA)单体接枝于膜表面,先后与水相单体聚乙烯亚胺(PEI)和油相单体1,3-苯二磺酰氯(BDC)发生酰胺化反应和界面聚合反应,得到具有良好耐酸性的聚偏氟乙烯/聚磺酰胺(PVDF/PSA)复合纳滤膜;采用IR、XPS观察复合膜表面化学结构,采用扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)观察膜表面形貌,分析不同接枝时间、单体浓度和反应时间等对复合膜性能的影响,并在酸性环境下进行分离测试,考察其耐酸性能。结果表明:PVDF/PSA复合纳滤膜的最佳制备条件为PEI和BDC的质量分数分别为2.0%和0.2%,接枝时间15 min,反应时间30 s,所制备的复合膜纯水渗透率为20 L/(m^(2)·h·bar)(1 bar=0.1 MPa,下同),对典型二价无机盐MgSO4和Na_(2)SO_(4)的截留率分别为83.4%和85.6%,对染料活性红2的截留率接近100%;在HCl水溶液(pH=1)中浸泡35 d后,复合纳滤膜表面的接触角基本不变,酸性环境下(pH=1),对二价盐MgSO4和Na_(2)SO_(4)的截留率能保持在70%以上,对活性红2的截留率接近100%,染料分离性能未受到酸处理的影响。

聚四氟乙烯（PTFE）复合膜的过滤材料

本发明涉及空气过滤行业用聚四氟乙烯复合膜的过滤材料。一种聚四氟乙烯（PTFE）复合膜的过滤材料，包括玻璃纤维、聚四氟乙烯，玻璃纤维为基膜，聚四氟乙烯为表面膜，由粘接剂将两者复合；粘接剂为聚砜、尼龙N6、聚偏二氟乙烯中任意一种的高分子化合物，金属盐KI、NH#-[4]Cl中任意一种的造孔剂和二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺和N-甲基毗烙烷酮中任意一种的溶剂。高分子化合物、造孔剂含量（重量百分比）：高分子化合物5％～30％，造孔剂5％～15％；高分子化合物的含量以10％～20％为最佳，造孔剂的含量以8％～12％为最佳。制得的玻璃纤维与聚四氟乙烯复合材料，强度大，单位面积流通量大；极大提高了过滤效率：并能有效提高材料的疏水性、耐高温性和耐腐蚀性。

聚四氟乙烯（PTFE）复合膜的过滤材料

本发明涉及空气过滤行业用聚四氟乙烯复合膜的过滤材料。一种聚四氟乙烯（PTFE）复合膜的过滤材料，包括玻璃纤维和聚四氟乙烯，玻璃纤维为基膜，聚四氟乙烯为表面膜，由粘接剂将两者复合；粘接剂为聚砜、尼龙N6、聚偏二氟乙烯中任意一种的高分子化合物，金属盐KI、NH#-[4]CI中任意一种的造孔剂和二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺和N-甲基吡烙烷酮中任意一种的溶剂。

PVDF/SiC疏/亲水Janus复合膜的制备及其膜蒸馏处理酸性废水性能

着眼于采用直接接触式膜蒸馏(DCMD)技术对酸性废水进行处理和资源再利用,针对传统蒸馏膜机械稳定性不高、通量低等问题,使用刮涂法和非溶剂致相分离(NIPS)法在亲水碳化硅(SiC)微滤膜表面构建疏水聚偏氟乙烯(PVDF)多孔薄层,制备得到具有不对称润湿性的PVDF/SiC疏/亲水双层Janus复合膜,用于DCMD性能研究.使用N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,水-乙醇体系为非溶剂凝固浴,探究了制膜过程中PVDF铸膜液浓度、凝固浴成分、凝固浴温度等因素对PVDF层表面形貌和浸润性的影响,研究了复合膜在DCMD浓缩稀硫酸和处理模拟酸性矿山废水中的性能.结果表明,铸膜液中质量分数10%PVDF和纯乙醇凝固浴为最佳制膜条件,所得复合膜水接触角达140°,分离层孔隙率为45%,平均孔径为0.6μm,并且PVDF层与SiC基体结合力强.复合膜在DCMD浓缩质量分数10%(107 g/L)稀硫酸溶液和处理模拟酸性矿山废水实验中水的膜通量均达10 L/(m^(2)·h)以上,对非水组分截留率近100%,并具有长期运行稳定性,表现出DCMD处理酸性废水的应用潜力.

纳米TiO_(2)修饰PA/PDA/PVDF复合纳滤膜及其在模拟染料废水处理中的应用研究

为了提高聚偏二氟乙烯(PVDF)复合纳滤膜在染料废水处理中的通量及将染料和盐进行有效的分离,在共沉积与界面聚合组合法制备聚酰胺/聚多巴胺/聚偏二氟乙烯(PA/PDA/PVDF)复合纳滤膜的过程中,通过在多巴胺/聚乙烯亚胺(DA/PEI)共沉积液中添加纳米TiO_(2),对PVDF复合纳滤膜选择层的微观结构、亲水性、通量等进行调控。通过红外光谱、原子力显微镜、扫描电镜、水接触角及过滤实验对PVDF复合纳滤膜选择层的化学结构、微观结构、表面粗糙度、亲水性及过滤性能的表征,探讨了共沉积液中纳米TiO_(2)含量对PVDF复合纳滤膜选择层结构与性能的影响。结果表明:随着纳米TiO_(2)含量的增加,PVDF复合纳滤膜选择层厚度变薄、表面粗糙度增加,亲水性增强,纯水通量大幅度提高,截留率略有下降。对模拟活性黑5和NaCl(RB5&NaCl)染料废水的处理情况表明,纳米TiO_(2)修饰后的PVDF复合纳滤膜染料溶液通量有大幅度提升,染料截留率略有下降,染料和盐的截留率的比值明显上升。运行稳定性研究表明纳米TiO_(2)质量含量在0.006%以下时,PVDF复合纳滤膜在模拟RB5&NaCl染料废水处理中能良好地稳定运行。

PA/PVDF中空纤维复合纳滤膜的研究 (Ⅱ)复合纳滤膜性能表征

对自制的芳香聚酰胺(PA)/聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维纳滤膜进行了膜性能表征,讨论了自制的PA/PVDF中空纤维纳滤膜的结构和接触角,探讨了不同操作条件以及物料性质对中空纤维纳滤膜分离性能的影响.实验结果表明,自制的PA/PVDF中空纤维复合纳滤膜对多价盐和分子量在300以上的有机分子的截留率较高,符合纳滤膜的分离范围.

新型亲水性复合纳滤膜的研究

通过在酚酞基聚芳醚酮(PEK-C)微孔膜表面紫外辐照分步接枝对苯乙烯磺酸钠(SSS)和二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)制备了一种新型的含有铵基的高通量亲水性复合纳滤膜。通过测定膜的纯水通量和对不同盐溶液的表观截留率的变化,系统研究了接枝时间和操作条件对膜分离性能的影响。结果表明,该复合纳滤膜不仅对高价阴离子盐溶液Na2SO4具有较高的表观截留率和渗透通量,对由高价正离子和高价负离子组成的盐溶液(MgSO4)同样具有较好的截留率。

二维MOF-5/PVDF复合膜的制备及其在重金属离子Cu^(2+)吸附中的应用

采用非溶剂诱导相分离法制备二维MOF-5/聚偏氟乙烯(PVDF)复合膜,然后将其用于吸附重金属离子Cu^(2+)。分析MOF-5的形貌、结构和晶型,优化MOF-5/PVDF复合膜的制备工艺参数,并探究最优性能复合膜的可重复使用性能。结果表明:制备的二维MOF-5大小均一、呈明显的薄片状;当MOF-5含量为8%与10%时,复合膜表现出良好的Cu^(2+)去除能力;经过7次循环试验后,复合膜依旧能够保持较好的吸附性能,表现出良好的可重复使用性能。制备了对铜离子具有良好吸附性能的二维MOF-5/PVDF复合膜,并实现了膜的可重复使用。

MXene/PVDF复合膜的制备、性能调控及其应用研究进展

二维过渡金属碳(氮)化物(MXene)是一种新型二维碳化纳米材料,具有横向比率大、传输途径短和纳米通道多等独特优点。该文综述了MXene/聚偏氟乙烯(PVDF)膜的制备工艺,并分析了MXene与PVDF膜的电性能、机械性能、热性能、抗菌性能、环境稳定性等性能之间的调控关系;综述了MXene/PVDF复合膜在分离膜、高介电膜、电磁屏蔽膜等领域中的应用进展;最后,对MXene/PVDF膜的发展方向进行了展望:在当前研究阶段中,对PVDF膜进行抽滤处理仍是发挥MXene优异性能的有效途径之一;进一步深入研究MXene对PVDF膜定向调控的多功能性机制,有助于更好地理解MXene与PVDF膜之间的相互作用规律;此外,应该加强应用型研究,形成较完善的实际应用体系,有助于更好地理解MXene/PVDF复合膜的自身性质和性能,推动MXene/PVDF复合膜在各领域的应用研究和实际发展。

PA/PDA/PVDF复合纳滤膜的制备及其在模拟RB5染料废水处理中的应用研究

以聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜为基膜,通过多巴胺(DA)/聚乙烯亚胺(PEI)共沉积与交联剂均苯三甲酰氯(TMC)进行界面聚合组合的方法制备了聚酰胺/聚多巴胺/聚偏氟乙烯(PA/PDA/PVDF)复合纳滤膜。采用傅里叶变换红外光谱仪、原子力显微镜、场发射扫描电子显微镜对复合纳滤膜的结构、形貌进行了表征,考察了沉积时间、DA/PEI(质量浓度比)、PEI相对分子质量及DA+PEI沉积总量对复合纳滤膜微观结构与性能的影响,研究了复合纳滤膜对模拟活性黑5(RB5)染料废水的处理效果及运行稳定性。结果表明:最佳沉积时间为60min,随着PEI相对分子质量的减小,DA/PEI中PEI质量浓度的增加及DA与PEI沉积总量减小,复合纳滤膜的纯水通量增加。DA与PEI质量浓度比为1:3时,PA/PDA/PVDF复合纳滤膜最大纯水通量达到3.11L/(m^(2)·h·MPa),RB5染料废水通量为1.09L/(m^(2)·h·MPa),截留率为95.89%;DA与PEI沉积总量为4g/L时,RB5染料废水最大截留率达到99.45%,纯水通量为1.34L/(m^(2)·h·MPa),RB5染料废水通量为0.49L/(m^(2)·h·MPa)。

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%.