表面沉积化镁合金基底上超疏水聚偏氟乙烯微孔膜的制备与性能

发布时间：2021-01-11 08:06

　　用一步浸泡法制得表面沉积化镁合金板,再以此镁合金板为制膜基底,以聚偏氟乙烯（PVDF）/N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）/辛醇/水为制膜体系,采用干-湿相转化法制备了超疏水PVDF膜,该膜的水接触角可达160°。用粗糙度仪、扫描电镜、能谱仪、红外光谱仪等对镁合金表面和PVDF膜底面的微观结构、化学组成进行表征和分析。研究表明,一步浸泡处理过的镁合金表面生成了均匀的十四酸铁沉积物,该沉积物可在膜制备中部分嵌入膜底面,增加了膜底面的粗糙度,从而使PVDF膜的疏水性大幅提高。对PVDF膜的磨损试验表明,所制备的超疏水膜表面具备良好的机械稳定性。真空膜蒸馏实验表明,所制备的PVDF膜具有较高的通量和截留率,在运行中保持了更好的操作稳定性。 

【文章来源】：化工进展. 2020,39(08)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

超疏水PVDF膜的制备过程示意图

如图2，用磁力泵将温度、浓度均恒定的模拟海水送入膜池，未透过液返回原料池，膜下游的真空度通过缓冲瓶上的放空阀调节，透过侧水汽经蛇管冷凝器冷凝收集。为提高料液的湍动程度，减少温差极化和浓差极化的影响，上膜室的进料通道设计成螺旋形。在设定操作条件下稳定0.5h后，开始计时收集产水，每0.5h测量产水质量，计算通量，并测定产水电导率，计算截留率。2 结果与讨论

将镁合金板放入浸泡液中1h后，表面开始出现棕黄色沉积物，随着浸泡时间延长，黄色沉积物增多。从浸泡3h的镁合金板上刮取少量棕黄色粉末，用无水乙醇和去离子水反复清洗以除去游离的金属离子，将清洗好的棕黄色粉末进行能谱分析（图3），根据能谱分析可知，黄色粉末包括Fe、C、O等元素。图4是十四酸和镁合金板表面沉积物的红外光谱对比图，十四酸的红外光谱中，较为明显的特征峰包括：2960cm-1和1465cm-1处甲基的伸缩振动和弯曲振动，2925cm-1和2850cm-1处亚甲基的伸缩振动和弯曲振动，1720cm-1处羧基的C==O伸缩振动，935cm-1处羧基的—OH伸缩振动，由于缔合态的羟基与2960cm-1处的甲基峰发生重叠，导致在3000～3300cm-1处的吸收峰变宽。镁合金板表面沉积物的红外光谱中，甲基与亚甲基的吸收峰并未出现明显峰强变化，但935cm-1处羧基的C—OH振动峰明显减弱，且3000～3300cm-1处宽峰消失，说明十四酸发生了反应，生成了十四酸盐，结合沉积物的能谱分析，可知基底表面沉积物为十四酸铁。这和文献[11]中XPS分析的结论一致。

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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本文编号：2970404