PVDF/TiO_2杂化超滤膜的制备与表征

钛酸丁酯(TBT)直接加入到铸膜液中,在相转化成膜的同时,膜液中的TBT发生水解反应,从而制备出有机-无机杂化膜。实验中制备出不同TiO2含量的PVDF/TiO2杂化膜,研究了添加剂含量对杂化膜的水通量、牛血清蛋白(BSA)截留率和接触角的影响,并通过SEM、EDS和DSC对膜结构进行表征。研究结果显示:杂化膜较未加入TBT的膜的性能有所改善,当TBT加入量为5.7%(质量分数)时,膜的水通量增加了1倍而截留率保持在90%以上;同时TBT对膜结构也有一定影响:杂化膜中海绵状孔减少,指状孔增多;TBT的水解产物部分存留在杂化膜中。

不同含量溶剂对PVDF/TiO_2微滤膜性能的影响

通过相转化法分别制备了PVDF/TiO2平板微滤膜,主要研究铸膜液溶剂含量对相转化法成膜性能的影响。通过对铸膜液成膜纯水通量、接触角、临界通量、孔隙率和膜表面孔结构,以及成膜30 min内污染速率进行实验测定,进而表征膜的透水性能、亲水性能、过滤性能和抗污染性能等成膜性能。结果表明,当溶剂体积含量占总溶液体积含量的80%时,所配制的铸膜液成膜性能较好,且与溶剂浓度比成反比关系。

PVDF/TiO_2纳米复合薄膜的电学性能研究

利用Bruggenman介质模型和多壳模型定量分析了球形TiO2纳米颗粒在PVDF聚合物中分布的体积分数与颗粒尺寸对复合薄膜电学特性的影响规律。分析结果表明,TiO2纳米颗粒体积分数为5%时即可获得较好的分布参数。通过宽带介电谱测试实验对PVDF/TiO2纳米复合材料的电学性能进行了表征。根据该电学性能分析结果,探讨了纳米颗粒与聚合物之间的界面效应对PVDF/TiO2纳米复合材料的电学性能的影响。实验结果表明,TiO2的添加提高了材料的极化能力,使材料获得了较大的介电常数,同时降低了介电损耗,对材料的阻抗影响不大,减小了材料的漏电流。

γ-Al_2O_3/TiO_2混合纳米粒子改性PVDF超滤膜

为提高聚偏氟乙烯(PVDF)膜的亲水性和强度,将纳米二氧化钛(TiO2)溶胶和纳米氧化铝(γ-Al2O3)按不同比例与聚偏氟乙烯共混,采用相转化法制得共混超滤膜。考察了不同比例的混合纳米粒子对PVDF超滤膜的纯水通量、截留率、力学性能等的影响。并利用扫描电子显微镜(SEM)观察了膜的表面和内部微观结构,红外光谱分析(FTIR)和X射线衍射仪(XRD)考察纳米粒子在PVDF基体中的存在状态,通过对复合膜进行拉力测试研究混合纳米粒子对膜力学性能的影响,并使用接触角测量仪测定膜表面和水之间的接触角来定量分析比较膜表面的亲水性。结果表明,γ-Al2O3/TiO2混合比为1∶2时,膜的性能达到最优,孔隙率为74%,水通量为120 L/(m2.h),截留率为93%,拉力最大负荷为35 N,拉伸应变为22%。

PVDF/TiO_2复合平板超滤膜的制备与性能研究

采用自制纳米TiO2溶胶、商品化纳米TiO2粒子溶胶表面涂覆PVDF膜制得PVDF/TiO2复合膜.通过纯水通量、截留率、接触角以及抗污染性能等实验,考察了不同粒径、浓度的纳米TiO2溶胶对PVDF膜性能的影响,并利用FT-IR和SEM表征了该复合膜的微观构造.结果表明:复合膜的分离性能得到提高,且自制纳米TiO2溶胶改性的PVDF膜综合性能较优异,其接触角由改性前的85.0°降至46.0°,并且去离子水清洗50min后,通量恢复率稳定在95%以上;FT-IR分析显示,复合膜表面羟基数有所增加;SEM观察表明,在PVDF膜表面镶嵌和吸附有一定量纳米TiO2粒子使复合膜呈现出良好的抗污染性能.

TiO_2对PVDF超滤膜结构与性能的影响

实验制备了两种TiO2分散液,并将其填充到聚偏氟乙烯(PVDF)铸膜液中制得PVDF/TiO2杂化膜.考察了分散液填充比率对杂化膜的通量、截留率、接触角等性能的影响,用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等技术表征杂化膜的微观结构.结果表明,两种TiO2分散液均能不同程度地改善膜的性质,且当分散液的填充比率为10%时,杂化膜的各项性能稳定,表面接触角得到有效改良,对牛血清蛋白(BSA)截留率改变较小,杂化膜纯水通量显著提高,最高水通量可达257.87L/(m2.h).XRD和SEM分析的结果表明,TiO2分散液的加入使其羟基数有不同程度的增加,杂化膜表面更加平滑,亲水性改善.

PVDF/TiO_2自组装膜的制备及其性能研究

采用溶胶-凝胶相转化法和自组装法制备PVDF/TiO2自组装膜,并利用SEM、接触角、FT-IR和XRD进行了表征;通过纯水通量、孔隙率、膜阻力分析和腐植酸(HA)过滤去除实验,考察了PVDF/TiO2自组装膜的性能,探究了PVDF/TiO2自组装膜在臭氧条件下的催化臭氧化反应机理。结果表明:SEM直观显示膜上存在TiO2粒子;与PVDF原膜相比,纯水的接触角由43.92°减小至25.46°,膜的亲水性显著提高;FT-IR分析,PVDF/TiO2自组装PVDF膜上存在Ti-O键,羟基数量显著增加;XRD表明膜上存在金红石矿型TiO2粒子;自组装后PVDF膜纯水通量由152.5 L·m-2·h-1提高到215.3 L·m-2·h-1,孔隙率由90.2%下降至88.6%,PVDF/TiO2自组装膜对HA具有较强的吸附去除能力,PVDF/TiO2自组装膜对HA的去除率达到75%。

ZrO_2/TiO_2/PVDF超滤膜的制备与性能研究

为改善聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜亲水性的不足,试验采用相转换法掺杂共混制备了含不同质量配比的纳米二氧化锆(ZrO2)粒子和纳米二氧化钛(TiO2)粒子的PVDF杂化膜,利用扫描电子显微镜(SEM)、接触角测量仪、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)和热重分析仪对PVDF纯膜和PVDF杂化膜的结构和性能进行了表征及测试,并考察了两种无机纳米粒子添加量及添加比例对PVDF杂化膜膜通量的影响。结果表明:当添加纳米粒子的总质量分数为1%、且ZrO2与TiO2两种纳米粒子的质量比为1∶1时,PVDF杂化膜的膜通量是PVDF纯膜的1.43倍;纳米粒子的加入改善了PVDF膜的亲水性,且在一定程度上提高了PVDF膜的热稳定性。

TiO2溶胶对SMA-PVDF共混合金膜的亲水化改性研究

考察了TiO2溶胶对SMA（苯乙烯-马来酸酐交替共聚物）-PVDF（聚偏氟乙烯）共混合金膜的亲水性能的影响。TiO2溶胶由钛酸四异丙酯可控水解制得。SMA-PVDF共混合金膜由浸没沉淀相转化法制得。通过液相沉积法将TiO2溶胶涂覆于SMA-PVDF共混合金膜表面，即得到TiO2／聚合物复合膜。结果表明，相对于聚合物原膜，TiO2／聚合物纳米复合膜的亲水性能提高。纯水接触角由97°下降到62°左右。

TiO2纳米粒子对PVDF超滤膜的结构与性能影响研究

采用溶胶-凝胶法制备了不同纳米TiO2溶胶含量的TiO2/PVDF超滤膜,探讨TiO2溶胶及其含量对膜性能及结构的影响,并利用X射线衍射、扫描电子显微镜、红外光谱和接触角测量仪表征了复合膜的结构。结果表明,经纳米TiO2溶胶改性后,TiO2/PVDF复合膜的孔隙率、接触角和结构等都发生了显著的变化,在TiO2溶胶添加质量分数为4%时条件下,膜的孔隙率为74.5%,水通量为430.6 L.m-.2h-1,截留率为82.5%。

PVDF/PMMA/PEG/TiO_2型聚合物隔膜的制备

为提高锂离子电池聚偏氟乙烯(PVDF)基聚合物隔膜的导电性和降低PVDF基聚合物隔膜的结晶度,引入聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)与聚偏氟乙烯(PVDF)进行共混,掺杂有机添加剂PEG和无机纳米材料TiO_2,采用相转化方法制备PVDF/PMMA/PEG/TiO_2型聚合物隔膜。通过对制备的PVDF/PMMA/PEG/TiO_2型多孔膜吸液率、离子电导率、微观形貌和电化学性能等的分析研究,确定制膜的最佳工艺条件为聚合物浓度为8%,PMMA占聚合物质量百分比为30%,PEG含量为30%,纳米TiO_2含量为5%,C2H5OH含量为3%,反应温度为45℃。该最优方案下制备的多孔膜结晶度较纯PVDF薄膜结晶度降低,多孔膜吸液率达345%,离子电导率达5.2mS/cm,拉伸强度为1 183kg/cm^2,电化学稳定窗口为4.68V,高于4.5V,能够满足锂离子电池正常工作需要。

添加TiO_2的聚合物电解质膜PVDF-HFP的性能研究

通过添加不同质量分数的TiO2纳米粒子制备多孔聚合物电解质膜PVDF-HFP,制备的聚合物电解质膜通过红外,交流阻抗,线性伏安扫描、首次充放电测试等方法进行了性能测试。添加TiO2纳米填料后,降低了聚合物链的结晶度和极性,当填料的质量分数为8%时,表现出较好的电化学性能,吸液率为184%,孔隙率为93%,室温电导率达到2.05×10-3 S/cm,电化学稳定窗口为4.7V,能满足要求。

纳米TiO_2在氟碳涂料(PVDF)中的光催化性能研究

为了提高氟碳涂料的去污性能,通过分光光度计测量纳米TiO2在甲基红溶液中的透光率变化,研究了纳米TiO2的催化特性,同时重点测试了纳米TiO2在氟碳漆中对涂层的性能影响,并且研究了紫外光照射条件下,含纳米TiO2的氟碳漆在铝合金表面的光催化自清洁效果。结果表明:TiO2具有良好的光催化特性,添加TiO2的氟碳漆在铝合金表面具有明显的自清洁作用,且不影响氟碳漆的原有性能。根据以上实验结果,探讨了TiO2在氟碳漆中的催化作用机理。

PVDF/PMMA/TiO2型聚合物隔膜的制备

为提高锂离子电池聚偏氟乙烯(PVDF)基聚合物隔膜的导电性和降低PVDF基聚合物隔膜的结晶度,引入聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)与聚偏氟乙烯(PVDF)进行共混,掺杂无机纳米材料TiO_2,采用相转化方法制备PVDF/PMMA/TiO_2型聚合物隔膜。通过对制备的PVDF/PMMA/TiO2型多孔膜吸液率、微观形貌和电化学性能的分析研究,确定制膜的最佳工艺条件为聚合物浓度为5%,PVDF∶PMMA为72∶28,纳米TiO_2添加量为5%,非溶剂添加量为3%,水浴温度为55℃。该方案下制备的多孔膜结晶度较纯PVDF薄膜结晶度降低,吸液率达到109.76%,离子电导率为2.64mS/cm,电化学稳定窗口为4.86V,高于4.5V,能够满足锂离子电池正常工作需要。

PVDF/TiO2/GO复合材料的制备及其对水中四环素光降解性能的研究

在导电塑料聚偏氟乙烯(PVDF)中引入TiO2和氧化石墨烯(GO),制备了PVDF/TiO2/GO复合材料。由于PVDF的引入显著提高了TiO2的分散性,并且GO作为优良的电子接收器,可以有效地提高光生电子空穴分离效率。研究结果表明:PVDF/TiO2/GO复合材料对太阳光具有较好的利用率,在不同光源下对四环素(TC)均具有较好的祛除效率,并且在降解过程中主要的活性物种为光生电子。

载银TiO_2改性PVDF图案膜

将载银TiO2纳米管(Ag TNT)均匀分散在聚偏氟乙烯(PVDF)铸膜液中,利用相转化法制备PVDF/Ag TNT平板膜和负载图案的平板膜,通过扫描电子显微镜(SEM)、接触角测定、过滤实验和抑菌实验等研究其微结构、亲水性、抗污染性和抑菌性等性能.结果表明,负载图案的PVDF/Ag TNT平板膜的分离性能、亲水性、抗污染性和抑菌性都得到了改善,纯水通量增幅达70%,接触角下降明显,最大降幅为67.7°;图案膜过滤HA的不可逆污染阻力下降了37.8%;静态吸附实验表明,图案膜对HA的吸附有显著的下降,吸附量降幅为42.3%,解吸率上升了25.1%.

纳米TiO_2/PVDF-HFP微孔膜的制备与性能

采用溶剂挥发法并以N,N二甲基甲酰胺为溶剂制备出聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)/二氧化钛(TiO_2)聚合物微孔膜。通过对微孔膜的红外光谱、吸液率、力学性能及热重性能的测试分析,结果表明TiO_2含量为15%的微孔膜的吸液率为190%,拉力为46 N,断裂延伸率为130%,分解温度为250℃。可以满足锂离子电池的商业使用要求,具有广阔的应用前景。

PSf对提高PVDF/PSf/TiO_2共混膜抗污染性的作用

采用相转化法制备了PVDF/PSf/TiO2共混膜,重点考察了加入少量PSf对共混膜结构和性能变化的影响,用扫描电镜(SEM)、接触角仪和拉伸强度仪等对膜的形态、亲水性和机械性能等进行表征.结果表明,加入PSf后TiO2在整个膜断面分散更均匀,膜整体亲水性增强,不可逆污染减少.在膜配比PVDF/PSf/TiO2为90/10/3时,共混膜的通量恢复率由64.0%增大至93.2%,膜的抗污染性明显增加.

织布支撑PVDF—纳米TiO_2共混膜在MBR中抗污染性能研究

在室温25℃、压力50 kPa条件下,将尼龙织布作为支撑层,以聚偏氟乙烯(PVDF)和N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为主要原料制备PVDF膜,并在体系中添加2种不同含量的纳米TiO2制备PVDF-TiO2共混膜,其纯水通量分别为4 892、3 752、2 437 L.m-.2h-1。通过膜生物反应器中膜阻力的测定,表明膜污染主要由沉积层引起。在MBR中运行时,3种膜的膜通量衰减速率分别为0.112 3、0.089 0、0.075 9,纳米TiO2含量高的PVDF-TiO2膜通量衰减最慢、抗污染性最好、膜截留作用最高。

PVDF/PMMA/TiO_2共混薄膜的耐候性能研究

将聚偏氟乙烯(PVDF)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)与TiO2通过熔融共混制备成PVDF/PMMA/TiO2复合薄膜,在耐气候老化试验箱对复合薄膜进行老化,采用扫描电子显微镜、紫外/可见分光光度计、差示扫描量热仪和力学性能测试等方法研究了它的耐候性能。研究表明,PVDF与PMMA有良好的相容性,TiO2可以均匀的分散在基体中;经过长时间的老化,拉伸强度和断裂伸长有不同程度的下降,但依然具有较好的抗紫外性能和热性能。