静电纺聚偏二氟乙烯纤维膜的制备及其在油水分离中的应用

选择性透过膜用于油水分离具有能耗低、装置简便、易操作、效率高的特点,其核心在于采用过滤效率高及使用寿命长的膜材.本文采用了高压静电纺丝工艺,以聚偏二氟乙烯(PVDF)为原料,制备一种超疏水、结构可调控的电纺PVDF膜(EPVDF膜).利用扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶红外光谱(FTIR)、粉末X-射线衍射(XRD)、X-光电子能谱(XPS)等对EPVDF膜进行了形貌成份的表征,采用水接触角(WCA)对膜材表面特性进行了测试.结果表明,电纺PVDF膜的油水分离效率可达95%以上,对三种油水混合物均可实现30次以上的有效分离,其最大油通量可达到5 300 L/(m^(2)·h).

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%.

银纳米线改性聚偏氟乙烯静电纺膜的制备及性能研究

采用直接喷涂法和共混静电纺法制备银纳米线(AgNWs)改性聚偏氟乙烯(PVDF)静电纺膜,比较2种方法对改性PVDF静电纺膜性能的影响。结果表明:AgNWs直接喷涂于纯PVDF静电纺膜表面得到的改性PVDF静电纺膜,抑菌性能优异,水接触角较小,纤维直径及膜的透气率、孔隙率、断裂强力、断裂伸长率、过滤效率、过滤阻力等较纯PVDF静电纺膜变化不明显。与直接喷涂法相比,共混静电纺法制备的改性PVDF膜中纤维直径更细,但因AgNWs包埋在纤维内部,故抗菌性能不及直接喷涂法制备的改性PVDF静电纺膜。为获得优异的抗菌性能,可选用直接喷涂法制备AgNWs改性PVDF静电纺膜。

PVDF-PAN-纳米粘土杂化中空纤维超滤膜纺丝工艺研究

以聚偏氟乙烯和聚丙烯腈为主要膜材料、N,N-二甲基乙酰胺为溶剂、无水LiCl和有机纳米粘土为添加剂,采用干-湿相转化法纺丝工艺制备杂化中空纤维超滤膜,研究了干程、外凝胶浴温度、芯液温度和组成等纺丝工艺参数对杂化膜微观结构和分离性能的影响。SEM观察发现,中空纤维膜有较致密的外表面和多孔的内表面,干程对膜的横截面结构和表面形态都有影响;增加芯液含量有利于抑制大孔结构的产生,使孔径变小,结构致密,芯液为质量分数40%无水乙醇时,制得的膜对BSA截留率达到99%。试验结果表明,在较高的凝胶浴温度和较大的干程下制得的膜有较高的水通量和较低的截留率;凝胶浴温度升高,膜的力学性能加强,铸膜液中聚合物的质量分数为16%时,最大拉伸强度为3.16MPa。

膜蒸馏用超疏水PVDF纳米纤维膜的制备和性能研究

采用静电纺丝法制备聚偏氟乙烯(PVDF)纳米纤维膜,并以此膜和和商品膜HVHP4700为基膜,通过在其表面先覆盖二氧化钛、再覆盖十二烷基三氯硅烷进行改性,得到超疏水表面。对改性后的超疏水纳米纤维膜进行了表征和性能评价、膜蒸馏实验。结果表明,在较小的纺丝液推注速度下,制备的纳米纤维膜具有较适宜的厚度、孔径、液体入口压力和孔隙率。改性后2种膜的接触角均大于150°,抗润湿性能显著提高。改性前后PVDF纳米纤维膜的产水通量均高于改性前后的HVHP4700膜,4种膜的产水电导率均低于5μS/cm,脱盐率高于99.99%。

静电驻极PVDF-TiO2/Si3N4纳米纤维膜的制备及其空气过滤性能

为制备高效低阻、滤效耐久的纳米纤维空气滤材,利用静电纺丝工艺制备不同二氧化钛/氮化硅(TiO_(2)/Si_(3)N_(4))掺杂比例的聚偏氟乙烯(PVDF)电纺膜,再利用电晕充电的方式进行静电驻极。通过扫描电子显微镜、接触角测试仪、静电测试仪、滤料综合性能测试仪对PVDF-TiO_(2)/Si_(3)N_(4)电纺膜的表面形貌、结构、疏水性、荷电性能以及空气过滤性能进行测试与表征。结果表明:当掺杂无机纳米颗粒相对于PVDF的质量分数为5%,其中Si_(3)N_(4)的质量分数为20%时,所制备的PVDF-TiO_(2)/Si_(3)N_(4)电纺膜的疏水角为128.7°,表面电势达到-10 kV;当PVDF-TiO_(2)/Si_(3)N_(4)电纺膜的克重为2.67 g/m^(2)时其过滤性能最佳,其过滤效率与过滤阻力分别为99.724%和92 Pa。

静电纺聚合物/相变纳胶囊复合纳米纤维的制备及性能

为提高相变纳胶囊在静电纺纤维上的负载量,采用相反转温度(PIT)乳化和自由基聚合技术制备了交联聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/正十八烷纳胶囊,将其添加到聚偏氟乙烯(PVDF)、聚丙烯腈(PAN)纺丝液中,通过静电纺丝技术分别制备了PVDF和PAN复合纳米纤维,并使用SEM、TEM、DSC和TG等方式对2种纳米纤维进行表征。结果表明:2种复合纤维均平直光滑,纺锤状较少;PVDF复合纤维平均直径在100~300 nm之间,PAN复合纤维平均直径在400~800 nm之间,纤维直径随胶囊加入量的增加而增大;PAN纤维负载相变纳胶囊的能力优于PVDF纤维,热性能更好;纳胶囊添加质量分数为9%的PAN相变纤维具有较为优良的热焓值和热稳定性,其结晶焓为22.55 J/g。

PAN基螯合膜的制备及其对Cu^2+的吸附

通过偕胺肟化和水解两步改性反应,将偕胺肟基和羧酸基引到聚丙烯腈/聚偏氟乙烯(PAN/PVDF)共混膜上,制备了具有双离子吸附官能团的螯合膜。采用傅里叶变换红外光谱仪、能量色散谱仪和扫描电子显微镜对螯合膜的形貌与结构进行表征,并考察了螯合膜对Cu2+的吸附性能。结果表明,螯合膜具有超强的离子吸附性能和快速的离子吸附速率,60 min即可达到吸附平衡,且离子去除速率高达95%。溶液的pH对螯合膜的离子吸附能力有显著的影响。螯合膜对Cu^2+的吸附遵循Lagergren伪二阶动力学模型。

PVDF双功能滤膜问世

近日,一种纳米银修饰的聚偏氟乙烯(PVDF)纳米纤维两面滤膜,实现了液相催化+产物萃取二合一的设想。这种材料由佛山科学技术学院的苗磊博士和加拿大女皇大学的刘国军教授课题组共同研发。

静电纺PVDF纳米纤维膜的工艺参数优化及压电性能

聚偏氟乙烯(PVDF)是制造柔性压电装置的理想材料,制备高β相含量的PVDF纳米纤维膜能够显著提升其压电性能。探讨了静电纺丝过程的关键工艺参数对PVDF纳米纤维膜的形貌和压电性能的影响。实验结果表明,聚合物溶液的浓度和溶剂组成对纺丝液的流变特性有显著影响,而静电纺丝的电压、流速和收集装置决定了纺丝液在电场中的形态转变和沉积过程。当采用质量比6∶4的DMF/丙酮混合溶剂、PVDF粉末质量分数12%、纺丝电压18 kV、纺丝液流速0.4 mL/h以及直径5 cm滚筒作为收集装置时,制备的PVDF纳米纤维膜具有最优的纤维形态和最高的β相含量(63.65%),并展现出优异的压电性能(输出电压2.2 V)。

纳米氧化物粒子对PVDF中空纤维膜结构与性能的影响

采用相转化法制备纳米氧化物／聚偏氟乙烯复合中空纤维膜，讨论了纳米氧化钛和氧化铝粒子对PVDF膜结构和性能的影响。应用牛血清白蛋白截留实验、扫描电子显微镜、傅立叶红外光谱分别对不同膜的分离性能、微观结构和晶相组成进行了分析。