文档介绍：湖北工业大学
硕士学位论文
聚偏氟乙烯-四氧化三铁超滤膜的研究
姓名:郑凤
申请学位级别:硕士
专业:化学工艺
指导教师:黄征青
20100301
湖北工业大学硕士学位论文
摘要
聚偏氟乙烯(PVDF)膜有良好的化学稳定性、耐温性等特点,但强疏水性限
制了PVDF膜的应用,近年来添加亲水性无机粒子对聚合物膜改性受到了许多关
注。以PVDF为基材、用磁性Fe3O4作为无机填料制备有机-无机杂化超滤膜的研究
较尚未见报道;若在制膜过程中外加磁场将改变磁性Fe3O4粒子的排列,并可能对
膜的结构和性能产生影响,目前相关研究较少。
本文首先采用浸没沉淀相转化法制备 PVDF-Fe3O4 杂化超滤膜(称为未磁化
膜),通过超滤实验评价膜的通量、截留率、耐污染性、强度等性能,并用扫描电
镜(SEM)观察膜的断面结构,研究 Fe3O4 含量和 PVDF 浓度对未磁化膜的影响。
然后在凝胶浴外使用水平磁场,在其他条件完全相同的情况下制备 PVDF-Fe3O4
杂化超滤膜(称为磁化膜),并研究 Fe3O4 含量和 PVDF 浓度对磁化膜的影响。最后
比较有/无水平磁场下制得的磁化膜与未磁化膜性能与结构的差别,进一步测试磁
化膜与未磁化膜的接触角、红外光谱和动态力学实验(DMA),深入探讨磁场对制
备 PVDF-Fe3O4 杂化超滤膜的影响。
研究结果表明,在无磁场条件下制膜,当 Fe3O4 含量低于 65wt%时,膜通量随
Fe3O4 含量缓慢上升,当 Fe3O4 含量为 65%~80%之间时,纯水通量迅速上升;随
着 Fe3O4 含量的增加,截留率表现为先缓慢上升,填料量达到 65wt%后基本稳定;
填料含量为 70wt%~75wt%的未磁化膜强度较好;从未磁化膜的断面 SEM 照片可
知,Fe3O4 粒子对皮层影响不大,但能使支撑层得到疏松的结构并加强孔之间的贯
通性;PVDF 浓度为 %,Fe3O4 含量为 70wt%时,未磁化膜综合性能较好。
在有磁场条件下制膜,当 Fe3O4 含量低于 65wt%时磁化膜通量上升缓慢,高于
65wt%后迅速上升;截留率随 Fe3O4 含量缓慢上升,60wt%以后变化不大;Fe3O4
含量为 65wt%~70wt%的磁化膜耐压性较好;从磁化膜断面 SEM 照片可知,磁场
改变了 Fe3O4 粒子的排列,大幅增强了膜多孔亚层中水平方向的贯通性;当 Fe3O4
含量为 70wt%时,磁化膜综合性能较好。制备磁化膜的最佳聚合物浓度为 %。
比较有/无磁场下制备的磁化膜与未磁化膜结构和性能的差异可知,磁场能增
加膜的纯水通量、降低膜的接触角,但对截留率几乎没有影响。在水平磁场下,
改变 Fe3O4 含量能调整膜的断面结构。由于磁场下 Fe3O4 含量的不同,引起了膜性
能的变化。
关键词:聚偏氟乙烯;四氧化三铁;超滤;有机-无机;磁场
I
湖北工业大学硕士学位论文
Abstract
Polyvinylidene fluoride (PVDF ) with excellent chemical stability and appropriate
temeperature tolerance etc. has extensively been applied to make ultrafiltration(UF )
membrane not very long ago .However ,PVDF was discouraged for low surface
order to e this disadvantage ,PVDF could be replaced by blending
anic anic -sheet PVDF- Fe3O4 hybrid membranes prepared by
substrate material of PVDF and anic filler of Fe3O4 by wet phase inversion has not
been reported until now . What’s more ,Fe3O4 was a kind of hydrophytic particle as well
as ic .Bringing in ic field could change the form of Fe3O4 and influence
the membrane probably ,which . was seldom studied.
This