PVDF膜低溫等離子體改性及動(dòng)電現(xiàn)象研究.pdf

1、本論文通過(guò)自行設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置對(duì)聚偏氟乙烯(PVDF)中空纖維超濾膜的流動(dòng)電位進(jìn)行測(cè)定,根據(jù)流動(dòng)電位與表面zeta電位的關(guān)系,通過(guò)Helmholtz-Smoluchowski方程式計(jì)算得出膜的表面zeta電位,通過(guò)等離子體接枝改性技術(shù)對(duì)膜進(jìn)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(diào)整膜的表面電荷,結(jié)果如下:
　　(1)利用蘭州交通大學(xué)自制的設(shè)備,通過(guò)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(yù)處理等因素,得出了最佳的接枝條件,電流1.8A,電壓2000V。通過(guò)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(zhì)和溶液性質(zhì)共同作用。在不同濃度的電解質(zhì)溶液中測(cè)定原膜和改性膜的流動(dòng)電位,不論原膜還是改性膜,流動(dòng)電位和壓力差都成線性關(guān)系,并且隨著壓力差的增大流動(dòng)電位值也增大,隨著電解質(zhì)的濃度的增加,流動(dòng)電位的絕對(duì)值都

3、是降低的,改性膜的流動(dòng)電位在同等測(cè)定條件下都高于原膜。
　　(3)在10-3mol/L的KCl、K2SO4、MgCl2和MgSO4電解質(zhì)溶液中,對(duì)改性膜和原膜的流動(dòng)電位進(jìn)行了測(cè)定實(shí)驗(yàn),流動(dòng)電位的絕對(duì)值的順序是:KCl>K2SO4>MgCl2>MgSO4。用AA和AM改性過(guò)的膜在相同電解質(zhì)溶液中的流動(dòng)電位都高于原膜。計(jì)算出的ζ電位表明:AA改性后的PVDF膜表面ζ電位隨著陽(yáng)離子的價(jià)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(guò)測(cè)定PVDF原膜在不同濃度KCl溶液中的等電點(diǎn)均為3.4左右,說(shuō)明同一價(jià)態(tài)金屬鹽測(cè)得的膜的等電點(diǎn)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(diǎn)(IEP)值為3.4、3.5、3.7、3.7,說(shuō)明同價(jià)態(tài)金屬離子溶液有相同的等電點(diǎn)值,流動(dòng)電位變化規(guī)律非常相似,金屬離子價(jià)態(tài)高,等電點(diǎn)也提高,而對(duì)改性膜和原膜的等電點(diǎn)的比較發(fā)現(xiàn),用AA和AM改性后膜的等電點(diǎn)略有提高