【摘 要】
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随着科学技术的进步以及社会的快速发展,含油废水的分离问题,迫切需要解决。本课题利用静电纺丝技术制备了聚偏二氟乙烯-四氟乙烯共聚物(PVDF-TFE)微纳膜、聚偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVDF-HFP)双层微纳膜和聚偏二氟乙烯-四氟乙烯共聚物/聚偏二氟乙烯(PVDF-TFE/PVDF)复合膜,利用扫描电子显微镜(SEM)表征膜的微观表面形貌,差示扫描量热仪(DSC)和热重分析仪(TG)表征了膜的
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随着科学技术的进步以及社会的快速发展,含油废水的分离问题,迫切需要解决。本课题利用静电纺丝技术制备了聚偏二氟乙烯-四氟乙烯共聚物(PVDF-TFE)微纳膜、聚偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVDF-HFP)双层微纳膜和聚偏二氟乙烯-四氟乙烯共聚物/聚偏二氟乙烯(PVDF-TFE/PVDF)复合膜,利用扫描电子显微镜(SEM)表征膜的微观表面形貌,差示扫描量热仪(DSC)和热重分析仪(TG)表征了膜的热性能,通过拉伸测试研究了膜的拉伸强度,还研究了膜的疏水性,测试了膜对不同的油水混合物和油水乳液的分离性能和循环使用性能,具体研究结果如下:(1)配制了不同质量分数、不同溶剂的PVDF-TFE纺丝溶液,在不同电压下采用静电纺丝制备了一系列PVDF-TFE膜。当纺丝液质量分数为20%,溶剂为N,N-二甲基甲酰胺(DMF),电压为17k V时,可制备具有微米珠子和纳米纤维的复合结构,类似“荷叶效应”表面形貌的PVDF-TFE微纳膜,该膜对水的接触角高达154°,而对于油的接触角接近0°;拉伸强度达到9.591MPa。当热压温度为120℃时增强了膜与基材的附着能力,同时仍保持较好的疏水性能。在四种不同的有机溶剂和水组成的油水混合物和油水乳液的分离测试中,PVDF-TFE微纳膜展现了优异的分离性能,正己烷/水、甲苯/水、石油醚/水和氯仿/水的混合物经过分离后的滤液中水含量,都低于原溶剂水含量。正己烷/水、甲苯/水和石油醚/水的乳液分离后的滤液中水含量都低于原溶剂水含量。10次油水分离实验之后滤液中水含量仍然低于原溶剂水含量,PVDF-TFE微纳膜具有良好的循环使用性能。(2)配制了不同质量分数、不同溶剂的PVDF-HFP纺丝溶液,制备不同结构的PVDF-HFP单层膜,并采用电喷雾/电纺丝技术制备PVDF-HFP双层微纳膜,底层的纳米级纤维和顶层的微米级珠子共同构成了微观粗糙的复合结构。PVDF-HFP双层微纳膜对水的接触角高达150°,高于PVDF-HFP单层膜的接触角141°,且拉伸强度增加到1.2MPa。在四种不同的有机溶剂和水组成的油水混合物和油水乳液的分离测试中,PVDF-TFE微纳膜展现了优异的分离性能,正己烷/水、甲苯/水、石油醚/水的混合物和乳液经过分离后的滤液中水含量,都低于原溶剂水含量。10次油水分离实验之后滤液中水含量仍然低于原溶剂水含量,PVDF-HFP双层微纳膜具有良好的循环使用性能。(3)配制了不同质量比的PVDF-TFE和PVDF的质量分数为20%的纺丝溶液,在不同的纺丝时间和热处理温度下采用静电纺丝技术制备了一系列PVDF-TFE/PVDF复合膜。当PVDF-TFE和PVDF的质量比为2:1,纺丝时间为45min时,制备的PVDF-TFE/PVDF复合膜表面纤维直径粗细不一,纤维之间有珠结构出现,微珠和纳米纤维构成了粗糙的复合表面,赋予PVDF-TFE/PVDF复合膜较好的疏水性能。此外,经过100℃的热处理后,PVDF-TFE/PVDF复合膜表面对水的接触角最高为137°。在四种不同的有机溶剂和水组成的油水混合物和油水乳液的分离测试中,PVDF-TFE微纳膜展现了优异的分离性能,正己烷/水、甲苯/水和石油醚/水的混合物经过分离后的滤液中水含量,都低于原溶剂水含量。正己烷/水和甲苯/水的乳液分离后的滤液中水含量都低于原溶剂水含量。10次油水分离实验之后滤液中水含量仍然低于原溶剂水含量,PVDF-TFE/PVDF复合膜具有良好的循环使用性能。
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