新型氧化石墨烯-聚偏氟乙烯復(fù)合超濾膜.pdf

1、聚偏氟乙烯（poly(vinylidene fluoride), PVDF）是制備超濾分離膜的典型高分子材料，具有耐熱耐輻射性能，其耐化學(xué)腐蝕性十分優(yōu)異，且機械性能也很高。但是PVDF自身卻有一個缺點，即親水性太差，嚴(yán)重影響超濾膜的抗污性能。改善PVDF超濾膜親水性的方法有很多，氧化石墨烯(Graphene Oxide, 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。GO的顆粒尺寸對納米復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)

2、和性能影響很大，如何控制GO的尺寸使其滿足復(fù)合超濾膜的要求成為一個需要迫切解決的問題。
　　本文從Hummer法出發(fā)，設(shè)計了兩套制備氧化石墨烯的方案，分別為GO-1（原始Hummer法）和GO-2（增加反應(yīng)時間和氧化劑用量的改性Hummer法），并采用混酸處理和物理碾磨的方法對 GO-1樣品的尺寸進行改性。紅外光譜（FT-IR）、X-射線光電子能譜（XPS）、X-射線衍射（XRD）以及透射電子顯微鏡（TEM）等表征手段的測試結(jié)果表

3、明，GO碳骨架上連有豐富的羥基、環(huán)氧基和羧基等含氧官能團，GO片層結(jié)構(gòu)明顯。兩種方案制備出來的GO樣品其氧化程度和顆粒尺寸有明顯差別，GO-1和GO-2的碳氧比分別為2.18和1.88，顆粒尺寸分別為~400nm和~40nm。GO-1經(jīng)過改性之后，其尺寸降低至~100nm，而且混酸處理之后的GO（GO-Ac），其碳骨架結(jié)構(gòu)遭到破壞，氧化程度進一步增加。
　　采用浸沒-沉淀相轉(zhuǎn)化法，以GO，改性GO以及聚乙烯吡咯烷酮（PVP）為添加

4、劑，制備了GO/PVDF和GO-PVP/PVDF復(fù)合超濾膜。測定了復(fù)合膜的水通量(F0)、對牛血清白蛋白（BSA）截留率(R)以及水通量衰減系數(shù)(m)等超濾膜的性能指數(shù)，采用掃面電子顯微鏡（SEM）和原子力顯微鏡（AFM）表征了復(fù)合膜截面和表面的微觀結(jié)構(gòu)。接觸角測試表明，復(fù)合膜的接觸角降低了~20°。在GO和PVP為復(fù)合添加劑時，超濾膜的水通量隨著PVP含量的增加而快速上升，但對BSA的截留率卻大幅降低。GO和PVP含量均為0.5 wt