離子液體改性PVDF-TiO2納米復(fù)合膜的制備及表征.pdf

1、作為一項(xiàng)低能耗、無(wú)污染的新型水處理技術(shù)，膜分離已成為科研領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一，在水處理領(lǐng)域的應(yīng)用也日趨廣泛。水處理膜材料多為有機(jī)聚合物，其在機(jī)械強(qiáng)度、化學(xué)穩(wěn)定性等方面的缺陷限制了有機(jī)膜的使用范圍。有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化膜雖然能改善有機(jī)膜的性能，但仍然存在著無(wú)機(jī)粒子的團(tuán)聚、改性效果不夠理想等難以克服的問(wèn)題，同時(shí)限制了此類膜的實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用。為克服膜材料本身的局限性，提高其水處理性能，有研究者陸續(xù)開展對(duì)無(wú)機(jī)粒子改性后再予以雜化的研究。而作為一種綠色溶劑

2、，離子液體具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性與結(jié)構(gòu)可設(shè)計(jì)性，這對(duì)于改善無(wú)機(jī)粒子本身物化性質(zhì)及進(jìn)一步提高有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化膜性能方面大有潛力。基于此，筆者開展了離子液體（IL）改性聚偏氟乙烯(PVDF)/二氧化鈦(TiO2)納米復(fù)合膜的研究工作。
　　首先采用傳統(tǒng)的加熱回流法制備了咪唑類離子液體，然后在納米TiO2粒子的制備過(guò)程中將離子液體引入。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，所得離子液體為高度不對(duì)稱結(jié)構(gòu)，且在納米TiO2的改性過(guò)程中離子液體所帶羧基發(fā)生了去質(zhì)子化反應(yīng)、縮

3、聚反應(yīng)，并在鈦酸丁酯的水解縮聚過(guò)程中通過(guò)化學(xué)鍵合與所形成的TiO2粒子結(jié)合在一起，形成了納米級(jí)別的TiO2-IL粒子。
　　進(jìn)而采用熱致相分離法(TIPs)制備了PVDF/TiO2與PVDF/TiO2-IL體系復(fù)合膜，在對(duì)所得復(fù)合膜的表征中發(fā)現(xiàn)，PVDF/TiO2-IL體系中離子液體的存在增強(qiáng)了納米粒子與稀釋劑——鄰苯二甲酸二甲酯(DMP)之間的作用力，阻礙了納米粒子的團(tuán)聚；單純納米TiO2粒子的添加沒(méi)有改變PVDF的晶型且為物理