仿生材料多巴胺對(duì)聚偏氟乙烯超濾膜改性的研究.pdf

1、聚偏氟乙烯(PVDF)由于其機(jī)械性能強(qiáng)、具有良好的耐熱性、耐化學(xué)腐蝕性、價(jià)格低廉等優(yōu)勢(shì)，因而在分離膜領(lǐng)域得到廣泛地應(yīng)用。然而，由于PVDF本身的疏水特性，在使用過程中，PVDF純膜存在通量低、易被污染等問題。因此，對(duì)PVDF膜進(jìn)行改性是解決這一問題的關(guān)鍵。
　　為提高PVDF超濾膜的親水性和抗污染性能，本文分別采用共混改性和表面改性兩種改性方法制備PVDF超濾膜。在共混改性中，研究不同類型改性添加劑，包括小分子單體多巴胺、長(zhǎng)鏈高分

2、子聚合物端環(huán)氧聚乙二醇(端環(huán)氧PEO)、多巴胺和端環(huán)氧PEO的反應(yīng)產(chǎn)物，對(duì)PVDF超濾膜結(jié)構(gòu)和性能的影響。通過紅外全反射光譜(ATR-FTIR)、X-射線光電子能譜(XPS)分析共混改性膜表面的化學(xué)結(jié)構(gòu)及化學(xué)組成；通過X-射線衍射圖譜分析改性前后膜的結(jié)晶形態(tài)及不同結(jié)晶形貌對(duì)膜性能的影響，通過接觸角(CA)的測(cè)試研究改性膜的親水性；通過測(cè)定純水通量和牛血清蛋白(BSA)的截留率，研究改性膜的選擇性和滲透性；通過研究改性膜的抗污染機(jī)理，分析

3、膜的抗污染能力；通過掃描電子顯微鏡(SEM)研究改性膜的結(jié)構(gòu)形態(tài)。測(cè)試結(jié)果表明，一定配比的端環(huán)氧PEO和多巴胺與PVDF共同混合時(shí)，膜的選擇性和滲透性明顯提高，和未改性的純PVDF超濾膜相比，接觸角降低近30o，抗污染性顯著提高。
　　由于多巴胺能夠在特定條件發(fā)生氧化自聚，生成具有粘附性較強(qiáng)的聚多巴胺。因此，在表面改性實(shí)驗(yàn)中，首先利用浸沒-沉淀相轉(zhuǎn)化法制備PVDF基膜，將疏水的PVDF基膜浸泡在多巴胺緩沖溶液中，研究多巴胺濃度、緩

4、沖溶液的pH值、浸泡涂覆時(shí)間對(duì)PVDF超濾膜結(jié)構(gòu)和性能的影響。探索最優(yōu)的涂覆條件，以提高表面改性PVDF超濾膜的親水性和抗污染性能。通過ATR-FTIR、XPS分析表面改性PVDF超濾膜表面的化學(xué)和結(jié)構(gòu)組成，結(jié)果表明，改性后膜表面上含有羥基官能團(tuán)及碳-碳雙鍵，證明聚多巴胺涂層的生成。根據(jù)接觸角、純水通量、BSA截留率測(cè)試結(jié)果，在多巴胺濃度為2g/L、pH=8.5的Tris-HCl緩沖溶液中涂覆6h時(shí)，改性后PVDF膜表面的接觸角可降低至