基于Zn^(2+)与Mo^(6+)共掺杂TiO_(2)复合粒子的抗菌PVDF平板膜制备及其性能分析

为获得具有优异抗菌性能的聚偏氟乙烯(Polyvinylidene fluoride,PVDF)膜,以锌离子(Zn^(2+))与钼离子(Mo^(6+))共掺杂二氧化钛(TiO_(2))复合粒子为添加物,通过非溶剂致相分离法制备改性PVDF平板膜;采用FESEM、XRD、平板计数等技术分析Zn^(2+)与Mo^(6+)共掺杂TiO_(2)复合粒子的形貌、物相结构和抗菌性,探究复合粒子添加量对改性PVDF平板膜形貌、机械性能、纯水通量和抗菌性能的影响。结果表明:制备的Zn^(2+)与Mo^(6+)共掺杂TiO_(2)复合粒子尺寸为100~350 nm,保留了纯TiO_(2)粒子锐钛矿型的晶型结构,且相较纯TiO_(2)粒子和Zn^(2+)掺杂TiO_(2)复合粒子抗菌性明显提升;复合粒子的添加量会显著影响改性PVDF平板膜的各项性能,当添加量为2.0%(以质量分数计)时可制备得到性能优异的改性PVDF平板膜;与不添加复合粒子制备得到的纯PVDF平板膜相比,最优添加量下制备所得改性PVDF平板膜呈现出较多均匀的蜂窝状大孔,孔隙率高达80.4%,机械强度提升了28.9%,水接触角由97.4°降低到53.5°,纯水通量由292.3 L/(m^(2)·h)提高到490.1 L/(m^(2)·h)。此外,当共培养时间为15 h时,最优添加量下制备所得改性PVDF平板膜对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率可达100%。该结果为抗菌性PVDF分离膜的制备提供了理论基础。

钒钼共掺杂TiO_(2)凝胶的相变研究

考察了V^(5+)、Mo^(6+)共掺杂对TiO_(2)纳米粉体相变的影响,分析了不同煅烧温度下V^(5+)、Mo^(6+)共掺杂TiO_(2)粉体的晶体结构、晶粒尺寸,以及金红石相对含量的变化情况。结果表明,共掺杂TiO_(2)复合凝胶在350~420℃附近由非晶态向锐钛矿相转变;在煅烧温度为600℃左右时,TiO_(2)复合凝胶开始由锐钛矿向金红石相转变;共掺杂制备的TiO_(2)凝胶对锐钛矿向金红石的转化起到促进→抑制→促进的作用。