羧基化氧化石墨烯/聚偏氟乙烯雜化膜合成及其水處理研究
發(fā)布時間:2021-02-25 21:06
羧基化處理氧化石墨烯(GO)得到羧基化氧化石墨烯(GOC),通過共混法制備復(fù)合膜,對比研究GO、GOC對聚偏氟乙烯(PVDF)膜的親水性、抗污染性等性能的影響,測試了膜的親水接觸角、膜通量、蛋白質(zhì)截留率、通量恢復(fù)率等。結(jié)果表明:GOC/PVDF膜部分β晶型轉(zhuǎn)變?yōu)棣辆?表面小孔增多,斷面指狀孔及海綿狀孔徑變小,熱穩(wěn)定性提高,親水性增強,接觸角由原膜的81.0°降低到41.2°;水通量和孔隙率分別提高至原膜的3倍和2倍;BSA截留率最大可達到40%。
【文章來源】:實驗技術(shù)與管理. 2017,34(09)北大核心
【文章頁數(shù)】:5 頁
【部分圖文】:
圖5不同GOC含量膜的純水通量及BSA截留率
圖6不同GOC含量膜的通量恢復(fù)率3結(jié)論本文實驗可以使學(xué)生理解微孔膜的制備、結(jié)構(gòu)、形貌、性能等知識和方法,具有一定的創(chuàng)新性。氧化石墨烯經(jīng)氫氧化鈉與氯乙酸反應(yīng)后,部分羥基與環(huán)氧基轉(zhuǎn)化為羧基。添加羧基化氧化石墨烯后,PVDF膜有部分β晶型轉(zhuǎn)變?yōu)棣辆;膜的表面小孔略增多,斷面指狀孔及海綿狀孔徑變。荒さ臒岱(wěn)定性提高;親水接觸角由81.0°降低到41.2°,親水性大大增強;膜的水通量接近PVDF原膜的3倍;孔隙率增大到原膜的2倍;BSA截留率最大可達到40%,且膜的通量恢復(fù)率大幅增強,在羧基化氧化石墨烯含量為0.15%時達到97.5%,膜的抗污染性增強。羧基化改性后的氧化石墨烯對PVDF膜有顯著的改善作用,大幅提高了PVDF膜的水處理性能。參考文獻(References)[1]劉琳,邢錦娟,錢建華.薄膜材料的制備及應(yīng)用[M].沈陽:東北大學(xué)出版社,2011.[2]趙晴,于水利,呂慧.基于復(fù)合納米顆粒的有機-無機雜化膜的制備與性能表征[J].功能材料.2010,41(4):737-740.[3]ChenWJ,SuYL,PengJM,etal.Efficientwastewatertreat-mentbymembranesthroughconstructingtunableantifoulingtuna-bleantifoulingmembranesurfaces[J].EnvironSciTechnol,2011,45(15):6545-6552.[4]王龍慶.溶液相轉(zhuǎn)化法PVD
后,膜的斷面海綿狀小孔孔徑降低,其孔徑大小分別為0.52、0.51、0.53、0.52μm。圖1不同膜的XRD譜圖及部分膜的FTIR譜圖圖2不同膜的FSEM圖(左為縱向斷面,右為橫向斷面)圖3為GO/PVDF膜及GOC/PVDF膜的TG-DSC曲線,可知GO/PVDF膜在159℃處出現(xiàn)一個吸熱峰,即添加GO后PVDF膜只是經(jīng)歷了熔融的過程而沒經(jīng)過再結(jié)晶的過程。從TG曲線圖可以看到GO/PVDF膜在約360℃開始有質(zhì)量損失,該溫度比PVDF原膜的291℃要高的多,整個過程GO/PVDF膜的質(zhì)量損失達到68.02%。GO/PVDF膜在415℃處出現(xiàn)一個吸熱峰,該溫度比PVDF原膜的450℃要低,即添加GO后PVDF膜在高溫下β晶型更容易轉(zhuǎn)化為α晶型。當添加GOC后,復(fù)合膜與PVDF原膜一樣在158℃出現(xiàn)熔化吸熱峰,GOC/PVDF膜質(zhì)量損失開始溫度約為375℃,比添加GO后的溫度更高,整個升溫過程質(zhì)量損失為67.16%。GOC/PVDF膜在455℃處出現(xiàn)吸熱峰,該溫度要比PVDF原膜略高。添加GO后PVDF復(fù)合膜在700℃出現(xiàn)一個放熱峰,要比PVDF原膜的591℃高119℃,而添加GOC后該溫度上升到711℃。因此,可以知道添加GO和GOC后PVDF膜的熱穩(wěn)定性提高,而后者熱穩(wěn)定性更高。PVDF原膜的親水接觸角為81.0°,添加0.1g的GO后,親水接觸角減小到63.9°,說明添加GO后復(fù)
【參考文獻】:
期刊論文
[1]硅烷偶聯(lián)劑改性高嶺土對PVDF膜性能的影響研究[J]. 朱志超,朱小燕,雷新榮. 膜科學(xué)與技術(shù). 2015(06)
[2]基于復(fù)合納米顆粒的有機-無機雜化膜制備與性能表征[J]. 趙晴,于水利,呂慧. 功能材料. 2010(04)
[3]氧化石墨烯及其與聚合物的復(fù)合[J]. 楊永崗,陳成猛,溫月芳,楊全紅,王茂章. 新型炭材料. 2008(03)
[4]TiO2/PVDF復(fù)合中空纖維膜的制備和表征[J]. 李健生,梁祎,王慧雅,孫秀云,王連軍. 高分子學(xué)報. 2004(05)
[5]聚偏氟乙烯分離膜改性研究進展[J]. 王廬巖,錢英,劉淑秀,葉曉. 膜科學(xué)與技術(shù). 2002(05)
[6]聚偏氟乙烯微孔膜處理含鉻(Ⅲ)水溶液的研究[J]. 杜軍,劉作華,陶長元,張勝濤,徐楚韶,湯忠紅. 化學(xué)研究與應(yīng)用. 2000(06)
本文編號:3051575
【文章來源】:實驗技術(shù)與管理. 2017,34(09)北大核心
【文章頁數(shù)】:5 頁
【部分圖文】:
圖5不同GOC含量膜的純水通量及BSA截留率
圖6不同GOC含量膜的通量恢復(fù)率3結(jié)論本文實驗可以使學(xué)生理解微孔膜的制備、結(jié)構(gòu)、形貌、性能等知識和方法,具有一定的創(chuàng)新性。氧化石墨烯經(jīng)氫氧化鈉與氯乙酸反應(yīng)后,部分羥基與環(huán)氧基轉(zhuǎn)化為羧基。添加羧基化氧化石墨烯后,PVDF膜有部分β晶型轉(zhuǎn)變?yōu)棣辆;膜的表面小孔略增多,斷面指狀孔及海綿狀孔徑變。荒さ臒岱(wěn)定性提高;親水接觸角由81.0°降低到41.2°,親水性大大增強;膜的水通量接近PVDF原膜的3倍;孔隙率增大到原膜的2倍;BSA截留率最大可達到40%,且膜的通量恢復(fù)率大幅增強,在羧基化氧化石墨烯含量為0.15%時達到97.5%,膜的抗污染性增強。羧基化改性后的氧化石墨烯對PVDF膜有顯著的改善作用,大幅提高了PVDF膜的水處理性能。參考文獻(References)[1]劉琳,邢錦娟,錢建華.薄膜材料的制備及應(yīng)用[M].沈陽:東北大學(xué)出版社,2011.[2]趙晴,于水利,呂慧.基于復(fù)合納米顆粒的有機-無機雜化膜的制備與性能表征[J].功能材料.2010,41(4):737-740.[3]ChenWJ,SuYL,PengJM,etal.Efficientwastewatertreat-mentbymembranesthroughconstructingtunableantifoulingtuna-bleantifoulingmembranesurfaces[J].EnvironSciTechnol,2011,45(15):6545-6552.[4]王龍慶.溶液相轉(zhuǎn)化法PVD
后,膜的斷面海綿狀小孔孔徑降低,其孔徑大小分別為0.52、0.51、0.53、0.52μm。圖1不同膜的XRD譜圖及部分膜的FTIR譜圖圖2不同膜的FSEM圖(左為縱向斷面,右為橫向斷面)圖3為GO/PVDF膜及GOC/PVDF膜的TG-DSC曲線,可知GO/PVDF膜在159℃處出現(xiàn)一個吸熱峰,即添加GO后PVDF膜只是經(jīng)歷了熔融的過程而沒經(jīng)過再結(jié)晶的過程。從TG曲線圖可以看到GO/PVDF膜在約360℃開始有質(zhì)量損失,該溫度比PVDF原膜的291℃要高的多,整個過程GO/PVDF膜的質(zhì)量損失達到68.02%。GO/PVDF膜在415℃處出現(xiàn)一個吸熱峰,該溫度比PVDF原膜的450℃要低,即添加GO后PVDF膜在高溫下β晶型更容易轉(zhuǎn)化為α晶型。當添加GOC后,復(fù)合膜與PVDF原膜一樣在158℃出現(xiàn)熔化吸熱峰,GOC/PVDF膜質(zhì)量損失開始溫度約為375℃,比添加GO后的溫度更高,整個升溫過程質(zhì)量損失為67.16%。GOC/PVDF膜在455℃處出現(xiàn)吸熱峰,該溫度要比PVDF原膜略高。添加GO后PVDF復(fù)合膜在700℃出現(xiàn)一個放熱峰,要比PVDF原膜的591℃高119℃,而添加GOC后該溫度上升到711℃。因此,可以知道添加GO和GOC后PVDF膜的熱穩(wěn)定性提高,而后者熱穩(wěn)定性更高。PVDF原膜的親水接觸角為81.0°,添加0.1g的GO后,親水接觸角減小到63.9°,說明添加GO后復(fù)
【參考文獻】:
期刊論文
[1]硅烷偶聯(lián)劑改性高嶺土對PVDF膜性能的影響研究[J]. 朱志超,朱小燕,雷新榮. 膜科學(xué)與技術(shù). 2015(06)
[2]基于復(fù)合納米顆粒的有機-無機雜化膜制備與性能表征[J]. 趙晴,于水利,呂慧. 功能材料. 2010(04)
[3]氧化石墨烯及其與聚合物的復(fù)合[J]. 楊永崗,陳成猛,溫月芳,楊全紅,王茂章. 新型炭材料. 2008(03)
[4]TiO2/PVDF復(fù)合中空纖維膜的制備和表征[J]. 李健生,梁祎,王慧雅,孫秀云,王連軍. 高分子學(xué)報. 2004(05)
[5]聚偏氟乙烯分離膜改性研究進展[J]. 王廬巖,錢英,劉淑秀,葉曉. 膜科學(xué)與技術(shù). 2002(05)
[6]聚偏氟乙烯微孔膜處理含鉻(Ⅲ)水溶液的研究[J]. 杜軍,劉作華,陶長元,張勝濤,徐楚韶,湯忠紅. 化學(xué)研究與應(yīng)用. 2000(06)
本文編號:3051575
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