【摘 要】
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聚偏氟乙烯(PVDF)具有良好的化学稳定性、热稳定性及抗氧化性,是一种非常优良的膜材料,可以通过相转化法制备PVDF微滤膜和超滤膜,广泛应用于水处理、生物质分离及其他领域.然而,由于其强疏水性特点,PVDF膜在使用过程具有不易浸润、易污染、过滤阻力大及通量低等不足,提高其耐污染能力(anti-fouling ability)是PVDF膜改性研究的关键.用于PVDF膜耐污染改性的方法主要包括表面修饰
【机 构】
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上海师范大学生命与环境科学学院化学化工系,上海市稀土功能材料重点实验室,教育部资源化学重点实验室,上海 200234
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聚偏氟乙烯(PVDF)具有良好的化学稳定性、热稳定性及抗氧化性,是一种非常优良的膜材料,可以通过相转化法制备PVDF微滤膜和超滤膜,广泛应用于水处理、生物质分离及其他领域.然而,由于其强疏水性特点,PVDF膜在使用过程具有不易浸润、易污染、过滤阻力大及通量低等不足,提高其耐污染能力(anti-fouling ability)是PVDF膜改性研究的关键.用于PVDF膜耐污染改性的方法主要包括表面修饰(含表面涂层、表面接枝及其它表面化学改性)和物理共混改性.物理共混法是在配制铸膜液时引入改性剂,在相转化过程中改性剂嵌入在膜基体、孔道和膜表面上从而达到PVDF膜改性目的.用于PVDF膜共混改性的聚合物主要包括亲水性聚合物、两亲性聚合物、无机纳米氧化物[1-2]及碳基纳米材料(碳纳米管和氧化石墨烯)等.碳纳米管(Carbon Nanotubes,CNTs)和氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO)两类最为典型的碳基纳米材料,近年来在分离膜制备领域受到越来越多研究人员的关注.CNTs由于具有优良的机械性能、电性能和热稳定性能,近年来在学术界和产业界受到越来越多的关注.由于CNTs其具有高长径比、无摩擦的表面、易于功能化改性等特性,用于分离膜改性时能够提高分离膜机械性能,同时可以控制孔大小在纳米尺度范围,特别是其在纳米尺度范围内具有极小的传质阻力而引起膜研究人员的极大兴趣.石墨烯(Graphene)是一种碳原子之间呈六角环形片状体、单层碳原子构成的一个二维空间无限延伸基面,是严格意义上的二维结构材料.氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO)是石墨烯最常见的一种衍生物,它的化学成分主要是由碳原子和极性含氧官能团(羟基、羧酸基和环氧基等)组成,由于这些含氧基团存在,GO具有良好的亲水性.GO独有的结构和性能使其成为备受关注新型膜材料.本文通过对CNTs和GO的功能化并用于PVDF膜进行改性研究,提高PVDF膜的亲水性、分离性能、耐污染性能及机械性能等,同时通过引入功能基团能够赋予PVDF膜抗菌、自清洁及耐氯清洗等性能,为PVDF微/超滤膜的研究提供新的方向.
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