基于MWCNTS/PVDF的混合基体平板膜的制备与性能研究

发布时间：2021-08-08 01:56

　　由于聚偏氟乙烯（PVDF）拥有杰出的物理性能和化学性能,故常把PVDF作为制备分离膜的基体材料。但用PVDF作为基体材料制备出的分离膜表面能较低、亲水性较差,用该分离膜进行水处理时,具有易被污染、使用寿命短等缺点。通过向铸膜液中添加经改性后的多壁碳纳米管,可以改善PVDF膜的亲水性,使其能够被更好地应用。首先,本文通过低温热致相分离法制备得到PVDF平板膜。研究了 PVDF的浓度、添加剂的含量以及冷却方式等制膜条件对膜的微观结构、纯水通量、截留率、孔隙率以及力学性能等的影响,并通过扫描电子显微镜观察膜的微观形态,从而得到适宜的实验条件。其次,本文选用经功能化后的羟基化多壁碳纳米管（MWCNTs-OH）作为改性剂,将其加入到铸膜液中并对铸膜液进行微波超声,以使MWCNTs-OH分散均匀,从而制备得到MWCNTs-OH/PVDF平板膜。研究了 MWCNTs-OH的添加量及管径大小对膜的微观结构、纯水通量、截留率、孔隙率、亲水性、机械性能及抗污染性能等的影响。研究发现:膜的纯水通量会随着MWCNTs-OH含量和管径的增加而呈现先增大后减小的趋势;对聚乙二醇10000（PEG10000）的截留... 

【文章来源】：天津工业大学天津市

【文章页数】：100 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－７碳纳米管的功能化示意图Ｍ??Ｆｉｇ．?１－７?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｚａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｃａｒｂｏｎ?ｎａｎｏｔｕｂｅｓ１６６１??

２．?５．?２?ＰＶＤＦ的浓度对膜微观结构的影响??在相同的制膜条件及工艺下，仅改变体系中ＰＶＤＦ的浓度得到膜断面及局部??放大的结构，见图２＿３。由图可知，膜的断面结构中同时出现了指状孔和海绵状??孔结构，说明体系在冷却过程中既发生了热致相分离，又发生了非溶剂致相分离。??（ａ）图中的膜结构呈珊瑚状，且枝桠表面有绒毛状突起；（ｂ）图中的膜结构由??珊瑚状逐渐向球粒堆积结构转变；而（ｃ）图中的膜完全为球粒堆积结构，且结??构较（ｂ）更加清晰，球粒数量明显增多。原因如下：ＰＶＤＦ浓度的升高会使ＰＶＤＦ??的分子数量增加，在冷却过程中，晶核密度增大，导致球晶数目增加，球粒堆积??结构显著。??２９??

２．?５．?３?ＰＶＤＦ的浓度对铸膜液粘度的影响??体系的粘度会极大地影响体系中溶剂与非溶剂之间的交换速率，从而影响膜??的结构与性能。本文研究了铸膜液粘度与ＰＶＤＦ浓度之间的关系，见图２－４。由??图可知，铸膜液粘度与ＰＶＤＦ浓度呈正相关。这是由于ＰＶＤＦ浓度的升高使得??ＰＶＤＦ分子数目增加，分子间作用力也相应增大，ＰＶＤＦ分子在进行无规则运动??时，会产生一定的摩擦阻力，导致铸膜液粘度的升高。??３０??


本文编号：3328979