PVDF膜低溫等離子體改性及動電現(xiàn)象研究.pdf

1、本論文通過自行設計的實驗裝置對聚偏氟乙烯(PVDF)中空纖維超濾膜的流動電位進行測定,根據流動電位與表面zeta電位的關系,通過Helmholtz-Smoluchowski方程式計算得出膜的表面zeta電位,通過等離子體接枝改性技術對膜進行表面改性,將丙烯酸和丙烯酰胺接枝單體引入膜表面,以改變膜親水性能、調整膜的表面電荷,結果如下:
　　(1)利用蘭州交通大學自制的設備,通過低溫等離子體工藝在膜表面接枝了丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(

2、AM),分別考慮不同的單體濃度,接枝電壓、功率,預處理等因素,得出了最佳的接枝條件,電流1.8A,電壓2000V。通過FTIR表征了膜表面的接枝效果,在膜表面有明顯的羧基和氨基的吸收峰出現(xiàn)。
　　(2)膜在溶液中的荷電性受膜本身性質和溶液性質共同作用。在不同濃度的電解質溶液中測定原膜和改性膜的流動電位,不論原膜還是改性膜,流動電位和壓力差都成線性關系,并且隨著壓力差的增大流動電位值也增大,隨著電解質的濃度的增加,流動電位的絕對值都

3、是降低的,改性膜的流動電位在同等測定條件下都高于原膜。
　　(3)在10-3mol/L的KCl、K2SO4、MgCl2和MgSO4電解質溶液中,對改性膜和原膜的流動電位進行了測定實驗,流動電位的絕對值的順序是:KCl>K2SO4>MgCl2>MgSO4。用AA和AM改性過的膜在相同電解質溶液中的流動電位都高于原膜。計算出的ζ電位表明:AA改性后的PVDF膜表面ζ電位隨著陽離子的價態(tài)升高下降的很快,而用AM改性后的PVDF膜ζ電位值

4、下降的較慢。
　　(4)通過測定PVDF原膜在不同濃度KCl溶液中的等電點均為3.4左右,說明同一價態(tài)金屬鹽測得的膜的等電點很接近,而濃度的影響的很小,PVDF原膜在NaCl、KCl、MgCl2、CaCl2溶液中的等電點(IEP)值為3.4、3.5、3.7、3.7,說明同價態(tài)金屬離子溶液有相同的等電點值,流動電位變化規(guī)律非常相似,金屬離子價態(tài)高,等電點也提高,而對改性膜和原膜的等電點的比較發(fā)現(xiàn),用AA和AM改性后膜的等電點略有提高