氟化-氧化石墨烯-PVDF超濾膜微結(jié)構(gòu)調(diào)控及其性能研究.pdf

1、聚偏氟乙烯(PVDF)具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，且機(jī)械強(qiáng)度高、韌性好，是制備超濾膜的典型高分子材料。但是PVDF膜疏水性強(qiáng)，嚴(yán)重影響超濾膜的抗污染性能，氧化石墨烯(GO)作為一種新興的碳納米材料，其優(yōu)良的親水性為PVDF的親水改性提供了新的途徑。但是GO與PVDF相容性差且分散不均而存在界面缺陷的問(wèn)題，本文以石墨烯/聚偏氟乙烯(PVDF)雜化超濾膜為研究對(duì)象，從石墨烯表面官能團(tuán)設(shè)計(jì)出發(fā)，采用等離子體輔助氣相分解CF4的方法對(duì)GO進(jìn)

2、行氟化處理，制備具有雙親功能且不同氟/氧比的氟化-氧化石墨烯(FGO)，控制FGO在雜化超濾膜中的分布狀態(tài)，調(diào)控FGO與PVDF的結(jié)構(gòu)以及膜的親水性和抗污染性能。
　　(1)本文通過(guò)控制氟化處理時(shí)間對(duì)GO進(jìn)行改性，X-射線光電子能譜、透射電子顯微鏡、原子力顯微鏡以及Zeta電位等表征手段的測(cè)試結(jié)果表明:氟化處理，在不明顯降低GO表面含氧官能團(tuán)的同時(shí)，成功接枝不同含量的F原子，得到不同氟/氧比的FGO。FGO厚度和粒徑都有所減小，出

3、現(xiàn)較多的缺陷，提高石墨烯在DMAc有機(jī)溶劑中分散性和穩(wěn)定性，且FGO-10的分散性最好，有利于FGO在聚合物分離膜改性中發(fā)揮作用。
　　(2)采用浸沒(méi)-沉淀法制備PVDF雜化超濾膜，研究石墨烯表面官能團(tuán)含量和氟/氧比對(duì)超濾膜結(jié)構(gòu)和性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，接觸角測(cè)試說(shuō)明了PVDF/GO改性膜親水性最好，接觸角達(dá)到了61°，隨著氟/氧比的增大，PVDF/FGO改性膜的滲透性能、抗污染性能和力學(xué)性能呈先增大后降低的趨勢(shì)，且優(yōu)于PVDF

4、/GO改性膜和純PVDF膜。在氟/氧比為1.35的FGO-10綜合改性效果最好，PVDF/FGO-10膜的水通量可以達(dá)到545.7 L/m2h，通量回復(fù)率達(dá)到88.9％，污染率僅僅9％，拉伸斷裂強(qiáng)度為1.24Mpa，斷裂伸長(zhǎng)率達(dá)28.7％。FGO的親水性和相容性共同決定雜化超濾膜的性能。
　　(3)利用XPS、附帶能譜儀的掃描電鏡(SEM-EDAX)對(duì)超濾膜的表面及截面進(jìn)行氧、氟等元素分布進(jìn)行探測(cè)，XPS氧含量＞EDS氧含量＞膜整