本文關鍵詞：熱致相（TIPS）法制備高性能聚偏氟乙烯膜及改性研究

  更多相關文章： 熱致相(TIPS)法 PVDF膜 SiO_2@GO納米雜化物 鹽誘導熱致相 混合稀釋劑 改性

【摘要】：本文以TIPS法制備PVDF膜,研究不同改性方法及添加物對膜結構及性能的影響。主要從以下三個方面展開內容。首先,氧化石墨烯及其衍生物作為性能優(yōu)異的膜納米填充物已經(jīng)在很多領域得到應用,這就包括NIPS膜,但是到現(xiàn)在還沒有出現(xiàn)在TIPS膜方面相關的報道和文獻。本實驗以TEOS在GO納米片層上進行原位水解和縮合合成SiO_2@GO納米雜,以SiO_2@GO納米雜化物對PVDF膜進行親水性改性,制備出PVDF/SiO_2@GO膜研究添加物濃度對膜結構和性能影響。結果證明:所有膜都是呈現(xiàn)液-液相分離形成的雙連續(xù)類海綿狀的結構,晶型都是典型高溫誘導形成的α相,并且SiO_2@GO能顯著影響膜性能。相比較于純膜,添加物在低濃度下,膜表面隨著SiO_2@GO含量提高變得更加致密,膜BSA截留率能到91.7%。但是含量進一步升高后,膜性能發(fā)生反轉表現(xiàn)為膜截留率下降,通量卻顯著提高。這應該是由于SiO_2@GO納米雜化物的添加帶來PVDF成核和結晶以及鑄膜液粘度的聯(lián)合效應引起的。其次,根據(jù)先前其他研究者發(fā)現(xiàn)的NIPS膜結晶性能能影響和決定膜結構和性能,本論文提出鹽誘導TIPS法來制備PVDF平板膜。結果顯示:鹽濃度能顯著影響膜的結構和滲透性能。并且當鹽含量低時,膜表面更加疏松多孔,孔結構更加均一并且通量顯著提高。進一步提高鹽含量時,膜表面出現(xiàn)大孔,并且隨著鹽含量升高,孔結構有開始變得規(guī)整,但是鹽含量接近飽和濃度時,膜通量出現(xiàn)一定程度下降。結晶性質顯示成膜都是α相,只是結晶度發(fā)生變化,這應該是PVDF的結晶和成核作用造成的結果。最后,基于前面的研究,引入結晶性稀釋劑DMSO_2和DBP組成混合稀釋劑系統(tǒng),實驗研究混合稀釋劑比例對膜結果和性能影響,制備出不同結構和性能的PVDF平板膜。結果表明:相比較于純膜,改性膜斷面結構出現(xiàn)從液-液相分離形成的海綿狀結構到固-固相分離形成的管狀結構,下表面出現(xiàn)球晶結構,這些結構和成膜機理改變決定膜性能變化。結晶性質測試顯示成膜機理發(fā)生改變,從α相到出現(xiàn)β相結晶峰。膜上表面結構隨著DMSO_2含量提高,上表面變得更加致密,孔徑變得更小。與之相對應的通量下降和BSA截留上升。
【關鍵詞】：熱致相(TIPS)法 PVDF膜 SiO_2@GO納米雜化物 鹽誘導熱致相 混合稀釋劑 改性
【學位授予單位】：上海師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ051.893
【目錄】：

• 摘要2-3
• Abstract3-7
• 第一章 緒論7-21
• 1.1 膜分離介紹7-9
• 1.1.1 膜分離簡介7-8
• 1.1.2 微濾和超濾8-9
• 1.2 PVDF簡介9-10
• 1.3 氧化石墨烯及其衍生物10
• 1.4 熱致相法(TIPS)10-11
• 1.5 TIPS成膜機理11-15
• 1.5.1 固-液相分離11-13
• 1.5.2 液-液相分離13
• 1.5.3 液-固相分離13-14
• 1.5.4 固-固相分離14
• 1.5.5 液-液和固-液相分離的耦合14-15
• 1.6 TIPS影響因素和研究方向15-18
• 1.6.1 TIPS影響因素15-17
• 1.6.2 TIPS研究方向17-18
• 1.7 課題意義及研究內容18-21
• 1.7.1 課題意義18
• 1.7.2 課題研究內容18-21
• 第二章 熱致相法制備PVDF/SiO_2@GO納米雜化復合膜21-39
• 2.1 引言21-22
• 2.2 實驗22-25
• 2.2.1 實驗藥品22
• 2.2.2 氧化石墨烯制備22
• 2.2.3 SiO_2@GO納米雜化物合成22-23
• 2.2.4 GO和SiO_2@GO納米雜化物表征23
• 2.2.5 復合膜制備23
• 2.2.6 復合膜表征23-25
• 2.3 結果和討論25-37
• 2.3.1 GO和SiO_2@GO表征25-26
• 2.3.2 膜形貌26-31
• 2.3.3 膜親水性和靜態(tài)蛋白吸附性能31-32
• 2.3.4 膜過濾性能32-33
• 2.3.5 膜長期穩(wěn)定性33-35
• 2.3.6 膜結晶性能35-37
• 2.4 本章小結37-39
• 第三章 鹽誘導的熱致相法制備PVDF膜39-55
• 3.1 引言39-40
• 3.2 實驗40-41
• 3.2.1 實驗藥品40
• 3.2.2 膜制備40
• 3.2.3 膜表征40-41
• 3.3 結果和討論41-52
• 3.3.1 形貌分析41-46
• 3.3.2 結晶性測試46-49
• 3.3.3 孔隙率和孔徑參數(shù)49-50
• 3.3.4 膜滲透性能50-51
• 3.3.5 膜潤濕特性和蛋白吸附能力51-52
• 3.3.6 膜機械性能52
• 3.4 本章小結52-55
• 第四章 熱致相法制備混合稀釋劑PVDF膜55-65
• 4.1 引言55
• 4.2 實驗55-56
• 4.2.1 實驗藥品55
• 4.2.2 膜制備55-56
• 4.2.3 膜表征56
• 4.3 結果和討論56-64
• 4.3.1 膜結構分析56-59
• 4.3.2 膜滲透和截留性質59-60
• 4.3.3 膜孔徑和孔隙率60-61
• 4.3.4 膜結晶性能61-64
• 4.3.5 膜機械性質64
• 4.4 本章小結64-65
• 第五章 全文總結65-67
• 參考文獻67-73
• 攻讀學位期間取得的研究成果73-74
• 致謝74-75

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本文編號：1105983