PDA/PVDF紫外线屏蔽复合膜的制备及性能表征

利用多巴胺在溶液中自聚得到聚多巴胺(PDA)颗粒, 然后将其作为填料加入聚偏氟乙烯(PVDF)中, 采用溶液成膜法制备具有紫外线屏蔽功能的PDA/PVDF复合膜. 通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、 扫描电子显微镜(SEM)和紫外可见分光光度计(UV-Vis)对制备的PDA颗粒的结构、 形貌以及吸光度进行表征, 并且进一步利用X 射线衍射仪(XRD)、 差示扫描量热仪(DSC)、 热失重分析仪(TGA)、 接触角测量仪(CA)以及紫外老化箱等对PDA/PVDF复合膜的结构、 热性能、 润湿性能与紫外线屏蔽性能进行测试. 结果表明, 制备的PDA颗粒的粒径约为160 nm; 掺杂PDA之后的PVDF膜的结晶度以及接触角均减小; 并且PDA质量分数为5%时得到的PDA/PVDF复合膜在200400 nm范围内的透过率均低于1%, 能够吸收所有的紫外线, 表现出优异的紫外线屏蔽功能.     

牛血红蛋白印迹聚合物的制备及其对牛血红蛋白的吸附特性

以牛血红蛋白为模板分子,丙烯酰胺为功能单体,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,采用醛基硅胶表面修饰技术,合成了牛血红蛋白印迹聚合物（MIP）,并研究了该印迹聚合物对牛血红蛋白的吸附特性。结果表明:当洗脱时间为8 h、洗脱率为83.53%时,印迹聚合物对牛血红蛋白的吸附量为81.39 mg·g^-1。     

TiO_2/PVDF复合中空纤维膜的制备和表征

采用相转化法制备了二氧化钛 (TiO2 ) 聚偏氟乙烯 (PVDF)复合中空纤维膜 .应用牛血清白蛋白截留实验、扫描电子显微镜、热重分析、X射线衍射分别对复合膜的分离性能、微观结构、热稳定性和晶相组成进行了分析 .结果表明复合膜的性能与纯PVDF膜的相比有显著的改善 ,其中对牛血清白蛋白的截留率从 3 2 7%提高到 86 6 7% ,单根纤维的断裂应力从 3 35MPa提高到 4 70MPa ,提高了 4 0 3% .氮气吸附实验测定的孔径分布进一步表明复合膜的孔径分布变窄 ,孔径变小 .     

PVDF膜改性的方法研究

本文介绍了目前国内外聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜改性中常用的膜表面改性方法和膜材料改性方法。PVDF膜表面改性主要通过膜表面的物理改性、磺化改性、表面接枝改性、光化学改性、低温等离子体改性等方法来实现;而PVDF膜材料的改性主要是通过PVDF与亲水性高分子材料或小分子无机粒子的共混以及膜材料本体的化学改性来实现。改性PVDF膜的亲水性增强,使水通量增加,提高了机械性能,改善了抗污染性,增加了膜的使用寿命。     

TEP-DMAc混合溶剂对PVDF膜性能的影响

利用非溶剂相转化法(NIPS)制备聚偏氟乙烯(PVDF)膜,考察了聚乙二醇(PEG200)与N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)的质量比对膜分相速率和膜性能的影响,讨论了以磷酸三乙酯(TEP)和DMAc的混合液作溶剂对PVDF膜凝胶速率、膜结构和膜通量的影响。结果表明:PEG200的加入减弱了溶剂对聚合物的溶解能力,但铸膜液的分相行为由延迟分相转变为瞬时分相,膜通量提高。随着混合溶剂中TEP含量的增大,铸膜液的黏度增大,分相速率减慢;在高质量比m(TEP)/m(DMAc)时,膜表面的孔增多,指状孔膜结构逐渐消失,整个膜截面呈海绵状,膜通量变大,力学性能提高。     

小分子醇对PVDF／PFSA共混膜凝胶动力学、膜结构及膜性能的影响

以小分子醇为添加剂,研究了小分子醇对聚偏氟乙烯(PVDF)/全氟磺酸(PFSA)共混超滤膜凝胶动力学、结构与渗透性能的影响.结果表明:在PVDF/PFSA铸膜液中添加乙醇时,其凝胶速率随乙醇浓度的增加而加快,超滤膜通量随乙醇浓度的增加而增大;而当添加相同浓度的4种小分子醇时,初始凝胶速率差别不大,20 s后添加乙醇的铸膜液的凝胶速率最大;添加小分子醇后超滤膜的水通量大小顺序为:异丙醇<甲醇<乙醇<正丁醇.SEM照片显示在铸膜液中添加5%乙醇所制备的共混超滤膜具有较为圆整的内腔结构与均匀的孔结构.     

碱处理PVDF膜对制备高电导率质子交换膜的作用

燃料电池是一种高能量密度、低污染的新型能源. 质子交换膜是燃料电池的核心组件之一. 在对聚偏氟乙烯(PVDF)膜进行了碱处理改性的基础上制备了高电导率的聚偏氟乙烯接枝聚苯乙烯磺酸(PVDF-g-PSSA)质子交换膜, 对碱处理后的PVDF膜进行了傅立叶变换红外光谱(FTIR)、傅立叶变换拉曼光谱(FT-Raman)及电子自旋共振(ESR)分析. 振动光谱显示在处理后的膜中存在共轭碳碳双键. 首次用ESR检测到碱处理后的PVDF膜中形成了自由基, 其浓度在10¹⁶ spin/g. 研究表明碱处理引起的膜结构变化有利于接枝反应的进行, 对提高所合成的质子交换膜的电导率有重要作用, 电导率提高一个数量级, 至6.40×10^－2 S/cm.     

熔融纺丝-拉伸法制备PVDF中空纤维膜及其油-水分离性能

以聚偏氟乙烯(PVDF)为成膜聚合物, 聚全氟乙丙烯(FEP)为添加剂, 聚乙二醇(PEG)和氯化钙(CaCl₂)为复合成孔剂, 采用熔融纺丝-拉伸法制备了PVDF中空纤维膜. 在制膜过程中未使用其它溶剂和稀释剂, 实现了制膜过程的相对绿色化. 分析和讨论了拉伸比对PVDF中空纤维膜结构与性能的影响, 测试了纤维膜的孔径分布、 力学性能和油-水分离性能等. 结果表明, 进行拉伸后处理的膜的孔径分布较窄, 在油包水乳液分离测试中, 分离效率均在97%以上, 表现出良好的油-水分离效果.     

聚偏氟乙烯共混体系的压电性及其分子运动——Ⅱ.PVDF与 P(VDF-HFE)以及PVDF与P(VDF-TFE)的共混体系

本文研究了 PVDF-P(VDF-HFE)以及 PVDF-P(VDF-TFE)共混体系的压电、介电、力学松弛谱。其松弛转变过程基本与 PVDF 的相似。α,β,γ压电松弛峰分别位于40～120℃,-40℃,-85℃附近。实验结果表明后一体系的压电性大于前一体系的。同时,PVDF-P(VDF-TFE)的压电性也大于PVDF-PMMA 共混体系的。选择第二组分时,以介电常数高,模量小而本身又具有压电性的,更有助于共混薄膜压电性的提高。在同样的极化条件下,经拉伸的 P(VDF-TFE)薄膜,其压电性大于未经拉伸的薄膜,这表明分子的取向对薄膜的压电性也有影响。TSC 表明,42℃的松弛峰与晶区表面捕获的空间电荷有关,对压电性也有一定的贡献。     

PMMA/PVDF共混对PVDF的β相构型影响的研究

采用溶液法制备了不同含量的聚甲基丙烯酸甲酯/聚偏二氟乙烯(PMMA/PVDF)共混薄膜,利用傅立叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射谱(XRD)、和差热分析法(DSC)对共混薄膜的结晶行为进行了分析。结果表明,共混物中PMMA的含量对PVDF的β相构型有明显影响:PMMA/PVDF=30/70共混物中β相含量最高。为提高PVDF薄膜的铁电性能提供了新的研究方法。     

TMAH改性PVDF一步接枝PSBMA质子交换膜的制备与性能

使用四甲基氢氧化铵(TMAH)液相改性聚偏氟乙烯(PVDF),以过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂,一步将磺酸基甲基丙烯酸甲酯(SBMA)接枝到改性的PVDF上,制备了聚偏氟乙烯接枝聚磺酸基甲基丙烯酸甲酯(PVDFg-PSBMA)质子交换膜.利用傅里叶变换红外(FTIR)光谱和扫描电镜-X射线能谱(SEM-EDX)分析了膜的结构、形貌及硫元素分布情况.同时研究了不同质量分数的TMAH甲醇溶液对PVDF-g-PSBMA膜电导率和甲醇渗透率的影响.结果表明, TMAH使PVDF脱去HF产生碳碳双键且SBMA成功接枝到改性的PVDF骨架上,硫元素在膜内外分布均匀; PVDF-g-PSBMA膜的电导率和甲醇渗透率随TMAH在甲醇中质量分数的增多而增大, TMAH质量分数为20%的膜的质子电导率在20 ℃下达到0.0892 S·cm^-1,常温下的甲醇渗透率为4.04 × 10^-7cm²·s^-1;热重分析(TGA)表明,膜的热稳定性良好,耐热温度高达270 ℃.该膜作为电解质材料的直接甲醇燃料电池(DMFC)的最大功率密度达到17.06 mW·cm^-2.     

聚偏氟乙烯中空纤维亲和膜分离γ-球蛋白的研究(Ⅰ)——聚偏氟乙烯中空纤维亲和膜的制备及其吸附性能

对聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜进行表面亲水化处理,再经活化、偶联制得了带有苯丙氨酸(Phe)的PVDF中空纤维亲和膜.制备过程中以光电子能谱(XPS)及红外光谱分析膜表面基团的变化,经亲水化处理及活化偶联后,膜表面的O和N含量分别从5.6％和0.6％增加到16.5％和3.0％,而F含量由38.3％降低为23.0％,将该亲和膜用于室温下血浆中γ-球蛋白的分离实验,在pH=7.4,离子强度I=0.18的缓冲液体系及进料质量浓度为1.0mg/mL条件下,该亲和膜对γ-球蛋白的吸附量可达到5.85mg/g膜;与市售γ-球蛋白相比,血浆中提取纯度可达83.9％。     

阿魏酸分子印迹复合膜的制备及性能

以聚偏氟乙烯微孔滤膜为支撑膜、阿魏酸为模板分子、α-甲基丙烯酸为功能单体、乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,采用紫外光引发原位聚合法制备阿魏酸分子印迹复合膜,并将其用于阿魏酸的分离提取.使用扫描电镜和红外光谱分析对印迹复合膜的形态和结构进行了表征;通过X射线衍射分析和拉伸测试等技术研究了印迹复合膜的晶体结构和力学性能;采用静态吸附法和平板超滤膜分离器考察了印迹复合膜的结合性能与渗透选择性能.结果表明:印迹复合膜对阿魏酸的结合容量高于对结构类似的肉桂酸,当吸附浓度为0.1 mmol/L时结合选择因子达到1.9.在渗透40 min时,印迹复合膜对阿魏酸渗透量为5.16 μmol/cm2,与肉桂酸相比,渗透选择性因子为1.74,渗透性能优于非印迹复合膜.     

超亲水聚偏氟乙烯中空纤维膜的制备及性能

采用超声辅助接枝聚合技术,将甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)接枝到聚偏氟乙烯(PVDF)膜表面,制备PVDF-g-GMA膜;再利用氨基诱导环氧基团发生开环反应,将苏氨酸(Thr)接枝到PVDF-g-GMA膜表面,制备了具有两性离子结构表面的PVDF-g-GMA-Thr膜。通过衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、接触角测试仪、场发射扫描电子显微镜(FESEM)和牛血清白蛋白(BSA)过滤实验等系统研究了改性前后PVDF膜表面的化学组成、润湿性能、表面形貌和抗污染性能。研究结果表明,随着PVDF-g-GMA接枝Thr反应时间的增加,PVDF-g-GMA-Thr膜的亲水性能明显提高,接触角从90°降为0°,呈现出超亲水性能。同时PVDF-g-GMA-Thr膜的水通量明显提高,当Thr诱导开环反应时间为12 h时,PVDF-gGMA-Thr膜的水通量高达686 L/(m²·h),与PVDF原膜相比,水通量提高了204. 5%。在BSA的过滤测试中,与PVDF膜相比,PVDF-g-GMA-Thr膜呈现出良好的截留性能和抗污染性能,BS...     

聚丙烯酸一聚偏氟乙烯共混膜对Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)吸附性能的研究

应用引发剂热引发聚合和相转移技术,制备了具有离子交换性能的聚丙烯酸-聚偏氟乙烯(PAA-PVDF)共混膜,采用XPS、SEM和FTIR表征了PAA-PVDF共混膜的结构和组成,测定了共混膜的零电荷点(pHpzc)和离子交换容量.分析了共混膜对水溶液中Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)的吸附性能,研究了PAA-PVDF共混膜对Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)的吸附热力学和吸附动力学.结果表明,动力学吸附过程符合准二级动力学方程,等温吸附过程符合Langmuir模型.吸附过程的平均吸附能为8～16kJ/mol,表明该吸附过程为离子交换反应.热力学参数△G0＜0、△H0＞0、△S0＞0,证实了吸附过程为自发的吸热过程.PAA-PVDF共混膜经吸附/脱附4次循环后,对水体中Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)吸附量分别大于0.025mg/cm2和0.005mg/cm2,脱附率超过95%.PAA-PVDF共混膜具有优良的吸附/脱附性能,良好的稳定性和潜在的应用前景.     

聚丙烯酸/SiO2杂化纤维的制备与表征

采用溶胶凝胶-原位聚合法以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源、乙烯基三乙氧基硅烷(VTEOS)为偶联剂制备了活性SiO2溶胶,经水解、缩合,再于引发剂AIBN作用下与丙烯酸进行原位聚合杂化,制得聚丙烯酸/SiO2杂化溶胶,陈化后用拉丝法制得聚丙烯酸/SiO2杂化纤维。研究了溶胶的杂化机理、成纤性能;采用红外光谱、扫描电子显微镜分析了杂化纤维的结构和微观形态;进行了杂化纤维的TGA和耐水性能测试。结果表明,该聚丙烯酸/SiO2杂化溶胶拉丝性能好,可拉丝时间达1h,杂化溶胶在粘度为1400～3000mPa.s时成纤性能好,可通过拉丝法制得形态良好的杂化纤维;聚丙烯酸与SiO2之间通过化学键作用,在纤维内部有机无机两相间形成均一的连续相;聚丙烯酸/SiO2杂化纤维的耐热和耐水性能均优于纯PAA。     

纳米储能纤维复合过滤膜的制备及性能

以静电纺丝技术制备的同轴聚甲基丙烯酸十八烷基酯(PSMA)/聚对苯二甲酸乙二酯(PET)纳米储能纤维为支撑层,经聚偏氟乙烯(PVDF)涂覆成膜和溶剂化处理,制备了一种低压高水通量的纳米储能纤维复合过滤膜(NFCM),其中以水或乙醇为凝固溶液的复合过滤膜分别记为NFCM@H2O或NFCM@EtOH.分析并讨论了不同溶剂处理方式对NFCM力学性能和表面形貌的影响,表征了膜的纯水通量和抗污性能,用扫描电子显微镜(SEM)观察了膜的横断面形貌.结果表明,PSMA/PET纳米储能纤维具有明显的吸放热行为,熔融温度和热焓值分别为36.5℃和10.7J/g,NFCM的熔融温度和热焓值分别为36℃和2.7J/g.NFCM的形貌结构、纯水通量和截留率与溶剂处理方式相关,NFCM@EtOH膜的水通量介于100~1400L/(m2·h)之间,而NFCM@H2O膜的水通量仅在40~220L/(m2·h)之间.NFCM的拉伸强度由初始0.925MPa(PVDF)提高到4.28MPa以上.NFCM中的相变材料对膜过滤性能有重要影响,并在过滤温度低于50℃时具有减缓作用.     

杂化离子膜的制备和应用*

杂化离子膜（包括有机-无机和无机-有机杂化膜）自20世纪80年代诞生以来,已快速发展成为一个新的研究热点。该种膜在燃料电池、电化学分析和传感、电膜分离过程、扩散渗析等方面有广泛的应用前景。本文结合作者所在课题组相关方面的工作,综述了近5年来杂化离子膜制备和应用技术进展,重点包括溶胶-凝胶(sol-gel)法、共混法、原位渗入和沉积法等制备方法,以及杂化离子膜在燃料电池、电化学分析和传感器、电渗析膜、扩散渗析膜分离、以及超滤、纳滤、渗透汽化等其他方面的应用。最后对近年来的发展提出了看法和总结。     

聚偏氟乙烯中空纤维亲和膜分离γ—球蛋白的研究（I）——聚偏氟乙烯中空纤维亲和膜的制备及其吸附性能

对聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜进行表面亲水化处理，再经活化、偶联制得了带有苯丙氨酸(Phe)的PVDF中空纤维亲和膜。制备过程中以光电子能谱(XPS)及红外光谱分析膜表面基团的变化，经亲水化处理及活化偶联后，膜表面的O和N含量分别从5．6％和0.6％增加到16．5％和3．0％，而F含量由38．3％降低为23．0％。将该亲和膜用于室温下血浆中γ—球蛋白的分离实验，在pH＝7．4，离子强度I＝0.18的缓冲液体系及进料质量浓度为1．0mg／mL条件下，该亲和膜对γ—球蛋白的吸附量可达到5．85mg／g膜；与市售γ-球蛋白相比，血浆中提取纯度可达83.9%。     

超亲水-水下超疏油PVDF-g-PAA多孔膜的制备及油水分离性能

采用相反转方法制备了丙烯酸(AA)接枝的超亲水-水下超疏油聚偏氟乙烯膜(PVDF-g-PAA),通过加入一定量的聚乙烯吡咯烷酮获得可用于油水分离的多孔聚偏氟乙烯膜.多孔聚偏氟乙烯膜具有较好的抗油污染性能及较高的力学强度,可以快速高效地分离油水混合体系和乳化油水体系,分离性质稳定,多次使用后对油水混合物的分离效率在98%以上,对油水乳化液的分离效率在91%以上,可广泛应用于油水混合体系和乳化油水体系的油水分离.