磷酸化二氧化硅納米管-聚偏氟乙烯復(fù)合膜的研究.pdf

1、聚偏氟乙烯（PVDF）因物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，在室溫下不易被酸堿、氧化劑腐蝕，而成為制備分離膜的重要材料之一。PVDF膜被廣泛地應(yīng)用于膜生物反應(yīng)器、分離純化、水體凈化和廢水處理等領(lǐng)域，但是在用于膜生物反應(yīng)器和處理廢水時，PVDF膜表面能較低，具有強疏水性使得PVDF膜容易被污染，加上PVDF膜抗沖擊力有限，導(dǎo)致PVDF膜的通量衰減較快，使用壽命縮短從而限制了PVDF膜的使用。因此制備出具有強親水性、通量高、抗污染和抗沖擊性能的PVDF膜具有

2、重要的意義。
　　本文利用二氧化硅納米管的中空結(jié)構(gòu)、高長徑比、高比表面積及可化學(xué)修飾等特性，首先合成二氧化硅納米管（SNTs）然后對其硅烷化、磷酸化后制備成磷酸化二氧化硅納米管（PSNTs），用作填充材料對PVDF膜進行改性。PSNTs在其軸向方向能夠提供更多的活性位點，能夠更好地與PVDF分子鏈相互作用，從而提高PSNTs與PVDF之間的相容性以及PVDF膜的親水性；在其徑向方向上，PSNTs材料具有的特殊管壁結(jié)構(gòu)作為有力的保護

3、屏障，能夠提高PVDF復(fù)合膜的抗沖擊性能。
　　將PSNTs均勻地填充到PVDF膜中制備成PSNTs/PVDF復(fù)合膜，確定其適宜的制備工藝為：制膜液中PVDF含量為20wt％，致孔劑PVP-K30含量為5wt%，溶劑DMAc含量為70%，PSNTs與PVDF質(zhì)量比為3：20。對PSNTs/PVDF復(fù)合膜進行SEM掃描測試，并測定復(fù)合膜的接觸角和力學(xué)性能，結(jié)果表明PSNT能夠在PVDF孔道內(nèi)均勻地分布，PSNTs與PVDF之間具有明

4、顯的絲狀連接，能夠增強PSNTs與PVDF的相互作用。與PVDF膜相比PSNTs/PVDF-15復(fù)合膜（PSNTs與PVDF質(zhì)量比為3：20）接觸角由68.0°降低到43.2°，表面能由35.74mJ/m2提高到46.03mJ/m2，親水性大大提高；另一方面，PSNTs/PVDF復(fù)合膜的拉伸強度、斷裂伸長率和抗壓實性能都得到明顯改善。
　　含油廢水經(jīng)過PSNTs/PVDF復(fù)合膜的處理，透過液中的含油量低于5mg/L，已達到碎屑巖油