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温敏性PVDF纳米复合超滤膜的制备和性能

导读:天津津腾实验设备有限公司通过化学接枝法将聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)接枝聚合在凹凸棒石(PGS)纳米纤维表面,制备了系列接枝率的温敏性PGS-g-PNIPAM纳米颗粒,将其与聚偏氟乙烯


返回列表 来源:未知 发布日期:2020-01-04 13:02【
纳米复合超滤膜已成为膜材料研究领域的新热点,不同纳米材料的引入使得纳米复合膜在机械强度、热稳定性、抗污染能力、渗透性和选择性等方面得到了不同程度的提升。目前,用得较多的纳米材料是颗粒状的纳米TiO2、SiO2、Al2O3和ZrO2等,这些纳米颗粒在膜制备和使用过程中会发生脱落,而影响膜的性能和改性效果。相比之下,碳纳米管等一维纳米材料具有超强的力学性能、高的长宽比和高比表面,而且分散在高分子膜中的一维纳米材料,通过高分子链的螺旋缠绕可以有效提高其在膜材料中的稳定性。本研究天津津腾实验设备有限公司通过接枝聚合反应将温敏性聚“锚定”在凹凸棒石表面,合成具有刷状链结构形态的共混改性剂,与PVDF共混制备具有抗污染和易清洁性能的纳米复合膜,重点考察了凹凸棒石表面PNIPAM接枝量对膜结构和性能的影响,为研制具有高抗污染和易清洁特性纳米复合超滤膜提供有益的探索。

PVDF/PGS-g-PNIPAM纳米复合超滤膜的亲疏水性
PVDF膜及纳米复合膜PVDF/PgP0.3、PVDF/PgP0.6和PVDF/PgP1.0的动态接触角测试结果,纳米复合膜的接触角均小于PVDF膜,且随着凹凸棒石表面PNIPAM接枝量的增加而明显减小,当凹凸棒石表面PNIPAM接枝率为16.67%后,PNIPAM接枝量进一步增加对接触角已无无明显影响和,说这表明改性剂的加入使膜的亲水性能增强,且膜的亲水性随着凹凸棒石表面PNIPAM接枝量的增大而增加。

(1)天津津腾实验设备有限公司采用表面接枝的方法在凹凸棒石表面接枝PNIPAM,TG、XPS、SEM等表征表明PNIPAM成功地接枝到了凹凸棒石表面上;溶液中NIPAM单体浓度增大使得凹凸棒石表面上的PNIPAM接枝量增加,获得了接枝率分别为9.66%、16.67%、21.33%、22.69%的PGS-g-PNIPAM。
(2)通过相转化法制备了PVDF/PGS-g-PNIPAM混合基质超滤膜,膜孔径均在20.0nm左右,属于超滤膜的范畴,膜的平均孔径和最大孔径均随凹凸棒石表面PNIPAM接枝率的增加而增大;改性剂PGS-g-PNIPAM的加入提高了沉淀速率,从而加快了PVDF结晶化的进程,使得PVDF晶核变小,数目逐渐增多,膜面也显得更为疏松多孔,且晶核大小随着凹凸棒石表面PNIPAM接枝量的增加而逐渐减小。
(3)天津津腾实验设备有限公司发现PVDF/PGS-g-PNIPAM膜具有温敏性,温敏开关系数随凹凸棒石表面PNIPAM接枝率的增加先增强后减弱,当接枝率为21.33%时膜温敏开关系数最大,达到1.51,膜渗透通量也最大,经过三次变温循环,纳米复合超滤膜的纯水通量在相同温度下几乎保持不变,对温度具有很好的快速响应性与可逆性。
(4)PVDF/PGS-g-PNIPAM膜对牛血清白蛋白具有良好的截留性能,纳米复合超滤膜PVDF/PgP1.0的初始渗透通量和稳定渗透通量明显高于PVDF、PVDF/PgP0.3和PVDF/PgP0.6膜,表现出良好的抗污染能力。

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