功能化多壁碳纳米管PVDF共混膜材料制备与应用

发布时间：2018-02-28 04:19

  本文关键词： 聚偏氟乙烯 分子量 多壁碳纳米管 羧基化 亲水性　出处：《天津工业大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：本文的主要研究内容是通过溶液共混法制备出MWCNTs/PVDF共混膜,探讨了聚偏氟乙烯的不同分子量和添加不同羧基化的多壁碳纳米管对共混膜的热稳定性、晶型结构、表面及断面形貌、表面亲水性、表面粗糙度、力学性能、孔结构等性能的影响,利用红外分析、场发射扫描电镜(FESEM)、X射线衍射(XRD)、差示扫描量热(DSC)、物理化学吸附法(BET)、接触角测试仪、原子力显微镜(AFM)等表征方法全面且系统地分析了 MWCNTs/PVDF共混膜各种性能,初步探讨了其在金属离子及染料溶液中对应物质的吸附能力。DSC分析表明:450 KDa纯PVDF膜在450 ℃开始分解,而添加MWCNTs制备出相应共混膜的热分解温度提高到455 ℃左右,对于800 KDa的PVDF膜也都提高了5℃左右,MWCNTs的存在有助于加强共混膜的热稳定性。XRD分析表明:对于MWCNTs/PVDF共混膜来说,在20.3°处的衍射峰增强,这表明MWCNTs与PVDF基底的结合可以改变PVDF的晶型。在高分子量800 KDa的PVDF制备的共混膜中更为明显。从共混膜的表面形貌可以看出,MWCNTs羧基化含量和PVDF分子量对孔结构都有重要的影响,800 KDa的共混膜具有更加致密的膜表面,450 KDa共混膜的表面包含较多的大孔隙,可能是由于低浓度溶液的较快蒸发速度导致了快速相分离过程。BET结果表明:与纯PVDF膜相比,共混膜具有更大的比表面积和孔体积,但增加程度有所不同。这表明添加MWCNTs到PVDF膜中确实可以促进孔的形成。添加MWCNTs能够提高PVDF膜的力学性能与表面亲水性。与450 KDa PVDF制备的膜的粗糙度相比,800 KDaPVDF共混膜的粗糙度参数要小,对于高分子量的共混膜来说,羧基化程度越高的MWCNTs导致共混膜的粗糙度越大。并且共混膜对铜离子和亚甲基蓝染料有一定的吸附作用。
[Abstract]:The main content of this paper is to prepare MWCNTs/PVDF blend membrane by solution blending method. The thermal stability, crystal structure, surface and cross section morphology of polyvinylidene fluoride (PVDF) multiwalled carbon nanotubes (MWNTs) with different molecular weight and carboxylation are discussed. Effects of Surface hydrophilicity, Surface Roughness, Mechanical Properties, pore structure and so on. By means of infrared analysis, field emission scanning electron microscopy (SEM), FESEMU X-ray diffraction (XRDX), differential scanning calorimetry (DSCC), physicochemical adsorption method (physicochemical adsorption), contact angle tester, etc. Atomic force microscopy (AFM) and other characterization methods were used to analyze the properties of MWCNTs/PVDF blend films. The adsorption ability of the corresponding materials in metal ions and dye solutions was discussed. The results showed that the pure PVDF films of #number0# 450 KDa began to decompose at 450 鈩，

本文编号：1545730