仿生材料多巴胺對聚偏氟乙烯超濾膜改性的研究.pdf

1、聚偏氟乙烯(PVDF)由于其機械性能強、具有良好的耐熱性、耐化學腐蝕性、價格低廉等優(yōu)勢，因而在分離膜領域得到廣泛地應用。然而，由于PVDF本身的疏水特性，在使用過程中，PVDF純膜存在通量低、易被污染等問題。因此，對PVDF膜進行改性是解決這一問題的關鍵。
　　為提高PVDF超濾膜的親水性和抗污染性能，本文分別采用共混改性和表面改性兩種改性方法制備PVDF超濾膜。在共混改性中，研究不同類型改性添加劑，包括小分子單體多巴胺、長鏈高分

2、子聚合物端環(huán)氧聚乙二醇(端環(huán)氧PEO)、多巴胺和端環(huán)氧PEO的反應產物，對PVDF超濾膜結構和性能的影響。通過紅外全反射光譜(ATR-FTIR)、X-射線光電子能譜(XPS)分析共混改性膜表面的化學結構及化學組成；通過X-射線衍射圖譜分析改性前后膜的結晶形態(tài)及不同結晶形貌對膜性能的影響，通過接觸角(CA)的測試研究改性膜的親水性；通過測定純水通量和牛血清蛋白(BSA)的截留率，研究改性膜的選擇性和滲透性；通過研究改性膜的抗污染機理，分析

3、膜的抗污染能力；通過掃描電子顯微鏡(SEM)研究改性膜的結構形態(tài)。測試結果表明，一定配比的端環(huán)氧PEO和多巴胺與PVDF共同混合時，膜的選擇性和滲透性明顯提高，和未改性的純PVDF超濾膜相比，接觸角降低近30o，抗污染性顯著提高。
　　由于多巴胺能夠在特定條件發(fā)生氧化自聚，生成具有粘附性較強的聚多巴胺。因此，在表面改性實驗中，首先利用浸沒-沉淀相轉化法制備PVDF基膜，將疏水的PVDF基膜浸泡在多巴胺緩沖溶液中，研究多巴胺濃度、緩

4、沖溶液的pH值、浸泡涂覆時間對PVDF超濾膜結構和性能的影響。探索最優(yōu)的涂覆條件，以提高表面改性PVDF超濾膜的親水性和抗污染性能。通過ATR-FTIR、XPS分析表面改性PVDF超濾膜表面的化學和結構組成，結果表明，改性后膜表面上含有羥基官能團及碳-碳雙鍵，證明聚多巴胺涂層的生成。根據(jù)接觸角、純水通量、BSA截留率測試結果，在多巴胺濃度為2g/L、pH=8.5的Tris-HCl緩沖溶液中涂覆6h時，改性后PVDF膜表面的接觸角可降低至