TiO_2_PVDF复合膜的制备及表征_王慧雅
工业化超疏水TiO_(2)涂层的简易制备和性能研究
收稿日期：2020−03−27 基金项目：上海市领军人才科研配套项目（1017310006） 作者简介：李 洋（1995—），男，硕士研究生。研究方向：光催化材料超疏水应用。E-mail：liyang_yejin@ 通信作者：徐京城（1983—），男，助理研究员。研究方向：半导体材料光电催化。E层的接触角 和 滚 动 角 、 傅 里 叶 红 外 光 谱 仪 （ Fourier transform infrared spectroscopy, FT-IR）分析样品的表面特征基 团、X 射线衍射仪 (X-ray diffractometer, XRD) 表征 粉体的晶体结构、扫描电子显微镜（scanning electron microscope, SEM）观察样品的表面形貌。
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有色金属材料与工程
2021 年 第 42 卷
industrial production. It can be used to prepare superhydrophobic coating in large area and has high commercial value.
Keywords: superhydrophobic; titanium dioxide; saturated fatty acid; simple preparation; industrialization
据此，本文以纳米 TiO2（P25）为原料，在硅烷和 水的混合介质作用下，利用饱和脂肪酸 A 表面基团 取代 TiO2 表面的亲水基团-OH，实现 TiO2 粒子表 面疏水改性，制备出超疏水 TiO2 粉末，分析表面改 性机制；以超疏水 TiO2 粉末和树脂为原料，通过喷 涂法在不同基材表面构筑超疏水涂层并考察超疏 水 TiO2 粉末与环氧树脂配料比对涂层性能的影响， 验证最佳比例下涂层的自清洁性和其他性质。结果 表明，制备的超疏水 TiO2 粉末和超疏水涂层性能突 出，可以应用在纸张、织物、海绵等软质基底上，也可 应用在玻璃、金属、硅片等硬质基底上，为超疏水
纳米TiO2／PVDF—HFP微孔膜的制备与性能
ｐ ｏ ｒ ｏ ｕ ｓ ｍｅ ｍｂ ｒ ａ ｎｅ
锂 离子电池的广泛应用 ，促使 了锂 离子 电池微 孑 Ｌ 膜 的研究
发 展 。 为 了 满 足 高 标 准 电解 质 膜 的要 求 ，研 究 人 员 对 电解 质 膜 材 料 的 开 发 越 来 越 多 ， 聚偏 氟 乙 烯 （ Ｐ Ｖ Ｄ Ｆ ） 因其 优 异 的 化 学
张拴芬 ，杨 阳 ，辛冠琼 ，张学俊
０ ３ ０ ０ ５ １ ）
（ 中北 大学理 学 院 ，山西 太原
摘 要 ：采用溶剂挥发法并以 Ｎ ，Ｎ二甲基甲酰胺为溶剂制备出聚偏氟乙烯 一 六氟丙烯 （ Ｐ Ｖ Ｄ Ｆ— Ｈ Ｆ Ｐ ） ／ ￣ ． 氧化钛 （ Ｔ ｉ Ｏ ： ） 聚
合 物微孔膜 。通过对微孔膜 的红外光谱 、吸液率 、力学性能及热重性 能的测试分析 ，结果表 明 Ｔ ｉ Ｏ 含量为 １ ５ ％ 的微孔膜 的吸液率 为１ ９ ０ ％ ，拉力 为 ４ ６ Ｎ，断裂 延伸 率为 １ ３ ０ ％ ，分解温 度为 ２ ５ ０℃ 。可 以满 足锂离子 电池 的商业使用要 求 ，具有广阔 的应用前景 。
Ｚ Ｈ Ａ Ｎ Ｇ Ｓ ｈ ｕ ａ ｎ— ｆ ｅ ，Ｙ Ａ ＮＧ ｙ ａ ｎ ｇ ， Ｘ Ｉ Ｎ Ｇ ｕ ａ ｎ—ｑ ｉ ｏ ｎ ｇ， Ｚ Ｈ Ａ ＮＧ Ｘ ｕ ｅ — ｊ ｕ ｎ
（ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ， Ｎ ｏ ｒ ｔ ｈ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ， Ｓ ｈ ａ ｎ ｘ ｉ Ｔ ａ ｎ ａ ）
二氧化钛薄膜的制备与结构表征
L/O/G/OTiO2薄膜的制备与结构表征Team member:姜欣司道伟刘航陈剑周敏伟向勇二氧化钛（TiO2）纳米TiO2在太阳光照射下具有强氧化能力和超亲水性能,可用于污水处理、空气净化、太阳能利用、抗菌、防霉、自清洁等，因此对它的研究与应用具有非常广阔的前景。
粉末状的纳米TiO2 颗粒细微,在水溶液中易于凝聚、不易沉降,催化剂活性损失大，难以回收,不利于催化剂的再生和再利用.二氧化钛薄膜把TiO2 制备成薄膜既具有固定催化剂的优点,又由于其尺寸细化而具有纳米材料的量子尺寸效应、表面和界面效应等特征而提高活性,因而有着理论研究和实际应用价值.在玻璃上涂上一层Ti02薄膜，在有光照射下，玻璃表面的Ti02能够分解吸附的有机物，避免有机污染物的附着，达到自清洁的效果，因此，TiO2薄膜至少在此方面可望得到广泛应用。
TiO2薄膜的制备方法化学气相沉积法电子束蒸发法溶胶-凝胶法5234液相沉积法1磁控溅射法液相沉积法液相沉积法的基本原理是从过饱和溶液中自发析出晶体。
应用此法只需要在适当的反应液中浸入基片，在基片上就会沉积出氧化物或氢氧化物的均一致密薄膜。
液相沉积的反应液是金属氟化物的水溶液，通过溶液中金属氟代络离子与氟离子消耗剂之间的配位体置换，驱动金属氟化物的水解平衡移动，使金属氧化物沉积在基片上。
应用此法，成膜过程不需要热处理，不需要昂贵的设备，操作简单，可在形状复杂的基片上制膜。
操作实例：将基材玻璃片浸渍在含配合物TiF2 -6 、F-离子捕获剂H3BO3及加有结晶诱导剂TiO2 纳米晶的过饱和水溶液中,在沉积温度35 ℃,能得到透明锐钛矿型TiO2 的薄膜，经300 ℃热处理后薄膜具有最高的光催化活性。
化学气相沉积法•在加热的基片或物体表面上通过一种或几种含薄膜元素的气态单质或化合物产生的化学反应而形成不挥发的固体膜层的过程叫化学气相沉积(CVD)。
•要保证CVD的顺利进行必须满足三个基本条件：(1)在沉积温度下，反应物必须有足够高的蒸气压；(2)反应生成物中除了所需要的沉积物为固态外，其余都必须是气态；(3)沉积物本身的蒸气压应足够低，以保证在整个沉积反应过程中能使其固定在加热的基片上。
纳米TiO_2膜的制备及其光催化性能
纳米TiO_2膜的制备及其光催化性能
艾智慧;杨鹏;陆晓华
【期刊名称】《环境科学与技术》
【年(卷),期】2004(27)B08
【摘要】采用溶胶凝胶法(Sol Gel)制备了负载型纳米TiO2膜,分别考察了原料配比、pH值、煅烧温度对薄膜性质的影响,并利用XRD对其结构进行了表征,同时,用负载型TiO2膜对活性艳红X 3B(X 3B)模拟染料废水进行了微波辅助光催化脱色的研究。
结果表明,改变原料配比及pH值可以制备出不同粒径的纳米TiO2膜,在450℃煅烧时TiO2呈锐态矿结构,在650℃以上出现锐态矿与金红石混晶结构,750℃时完全转变为金红石结构。
所制得的纳米TiO2薄膜对X 3B具有较好的光催化活性。
【总页数】3页(P4-6)
【关键词】TiO2薄膜;活性艳红X-3B;微波辅助光催化
【作者】艾智慧;杨鹏;陆晓华
【作者单位】华中科技大学环境科学研究所
【正文语种】中文
【中图分类】X703.01
【相关文献】
1.纳米TiO_2/丝素复合膜的制备及其光催化性能 [J], 夏友谊
2.TiO_2/GO/PAN纳米纤维膜的制备及光催化性能 [J], 王成;蒋叶群;姚理荣
3.玻璃负载纳米TiO_2/SiO_2膜的制备和光催化性能 [J], 李建生;刘炳光;王少杰;董学通
4.超声辅助介孔纳米TiO_2光催化剂制备与光催化性能 [J], 杨在志;傅小明;许新宇;朱良怀;周炎;张臻
5.载体SiO_2上纳米TiO_2膜的制备及光催化性能 [J], 颜秀茹;郭伟巍;宋宽秀;霍明亮;王建萍
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TiO2复合薄膜的制备、表征与性能研究的开题报告
丙烯酸丁酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物/TiO2复合薄膜的制备、表征与性能研究的开题报告
一、研究背景及意义
随着科技的发展和人们生活水平的提高，对新型材料的需求越来越大。
作为一种重要的功能材料，高性能复合材料得到了广泛应用。
其中，复合薄膜作为一种新兴的材料，因其具有多种良好的性能而备受关注。
尤其是丙烯酸丁酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物与钛白粉的复合，能够改善膜的力学性能，增强其光学性能，并提高其耐候性，使之成为一种理想的复
合材料。
二、研究内容与方法
本研究将采用原位聚合法制备丙烯酸丁酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物
/TiO2复合薄膜，并利用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、X射线衍射（XRD）仪等手段对其形貌、微观结构以及化学组成进行表征。
同时，探究其光学性能和力学性能，并分
析其应用前景。
三、预期结果
通过制备、表征与性能研究，预期将得到丙烯酸丁酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物/TiO2复合薄膜的制备工艺、表征特征、光学性能和力学性能等方面的相关性质。
为复合薄膜的应用提供参考和基础。
四、研究意义
以丙烯酸丁酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物/TiO2复合薄膜为对象，研究其制备、表征和性能等方面的问题，旨在探索一种新型的复合薄膜材料，
为材料科学和工程的发展做出贡献。
此外，该研究也有望为其在新能源、环保等领域的应用提供理论依据。
纳米TiO_2薄膜的制备及性能表征
催化活性最高 。当加水量小于 0. 4 mL时 ,生成低交 联度产物 ,薄膜不连续 。随水含量的增加 ,醇盐水解 和缩聚反应加速 ,溶胶粘度增大 ,缩聚物的交联度和 聚合度也随之增大 ,生成高交联度的产物 ,此结果与 胡安正等人 研究结 果不同 [ 6 ] 。当加水量 大于 2. 5 mL时 , 过多 的加水量可使 TiO2溶胶的凝胶时间大 大缩短 ,水解产物和缩聚产物在短时间内聚集 ,生成 白色沉淀 ,此结果与卫志贤 [ 7 ]等人研究结果相同 。 2. 3 硝酸含量对薄膜性能的影响 固定其它反应物的加入量 ,试验考察了硝酸加 入量在 0～6. 0 mL范围内对薄膜性能的影响 ,结果 见图 3。
由图 1可知 , TNB T加入量对 薄膜的光催化性 能影响很大 。在制备透明薄膜 时 , TNB T加 入量控 制在 4. 0～5. 0 mL 之间比较合适 。原因可能为当 TNBT用量小于 4. 0 mL 时 ,反 应物含量低 , 体系中 醇盐的水解和缩聚反应速度减慢 ,水溶胶中生成的 水解和缩聚产物较少 ,织构强度较弱 ,网络结构容易 在干 燥过程 中塌陷 ,生 成裂纹 , 光 催化活 性低 ; 若 TNBT用量小于 5. 0 mL 时 ,反 应物含量高 , 水解产 物和缩聚产物含量高 ,从而导致溶胶粒子间相互碰 撞 、团聚形成大的晶粒 ,在溶胶液制备过程中生成果 冻状凝胶 ,不能应用于薄膜的制备 。 2. 2 加水量对薄膜性能的影响 固定其它反应物的加入量 ,试验考察了加水量 在 0. 4～2. 5 mL范围内对薄膜性能的影响 ,结果见 图 2。
D EA 0. 12 0. 12 0. 12 0. 12 0. 12 0. 12
PEG 1. 4 1. 4 1. 4 1. 4 1. 4 1. 4
DM F 0. 4 0. 4 0. 4 0. 4 0. 4 0. 4
PEGGOTiO2纳米复合材料改性PVDF膜的制备及其抗污性能
膜分离技术具有分离效率高、能耗低和无化学添加剂等优点，已广泛应用于解决人类面临的水资源短缺、水体污染、饮用水安全等问题。
腐植酸是地表水中广泛存在的天然有机物，是水体色度、异味和消毒副产物前驱物的主要来源，含量可达70%~90%，其大量存在会严重影响水质安全。
因此，探讨PVDF膜对腐植酸的截留行为对超滤膜在污水处理与净化中的推广应用具有重要意义。
为此，本研究拟采用浸渍-沉淀法来制备GO/TiO2纳米复合材料，利用固载于GO的TiO2纳米粒子有效阻止GO片层间的团聚，通过PEG对GO/TiO2（记为PEG/GO/TiO2）纳米复合材料进行接枝，部分PEG接枝到TiO2纳米粒子表面，形成对TiO2纳米粒子的保护以防止粒子间的团聚。
将PEG/GO/TiO2纳米复合材料作为添加剂通过非溶剂诱导沉淀相分离法制备PEG/GO/TiO2/PVDF复合超滤膜。
采用FTIR、接触角测试仪和SEM表征复合超滤膜的物化性质和形貌，并以地表水中典型的污染物腐植酸（HA）为去除对象。
采用膜通量、总孔隙率、截留率、膜通量恢复率、总污染率、可逆污染率和不可逆污染率对PEG/GO/TiO2/PVDF复合超滤膜的性能进行评价，以期为PEG/GO/TiO2/PVDF复合超滤膜处理地表水污染的推广应用提供有价值的信息。
摘要：为改善聚偏氟乙烯（PVDF）膜的抗污性能，以聚乙二醇2000接枝的GO/TiO2（PEG/GO/TiO2）纳米复合材料为添加剂，通过非溶剂诱导沉淀相分离法制备了一系列PEG/GO/TiO2/PVDF复合超滤膜。
采用FTIR、SEM和接触角测试仪对其结构和形貌进行了表征，采用超滤法评价其纯水通量和抗污性能。
结果表明，当PEG/GO/TiO2纳米复合材料质量分数为0.60%时，制备的PEG/GO/TiO2/PVDF复合超滤膜（记为0.60% PEG/GO/TiO2/PVDF）表现出最佳的亲水性和抗污性能，其接触角比PVDF膜下降8.2°，总孔隙率增加13.40%，PEG/GO/TiO2纳米复合材料在PVDF膜中分散较均匀。
介孔纳米tio_2的超声化学法合成及其表征
介孔纳米tio_2的超声化学法合成
及其表征
超声化学合成 TiO_2 纳米粒子的步骤如下：
1. 准备原料：将TiCl_4和水放入一容器中，搅拌均匀。
2. 加热：在加热情况下，用超声波充分混合，使
TiCl_4解聚变成TiO_2纳米粒子。
3. 冷却：将溶液冷却，使TiO_2纳米粒子凝固。
4. 分离：将上述溶液经过过滤，得到精细的TiO_2纳米粒子悬浮液。
表征TiO_2纳米粒子时，常用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线能谱仪(EDS)等仪器。
XRD可以用来确定TiO_2纳米粒子的晶体结构；TEM可以用来观察TiO_2纳米粒子的形态特征及大小分布；FTIR 可以检测TiO_2纳米粒子的组成；EDS可以用来检测TiO_2纳米粒子的元素成分。
TiO_2薄膜材料的制备及其性能的研究进展
T i O 2薄膜材料的制备及其性能的研究进展张自升,张艳玲,黄世涛(南京航空航天大学理学院,江苏 南京 210016)摘 要:T i O 2是一种宽带隙半导体材料,具有广阔的应用前景。
综述了T i O 2薄膜材料的制备方法及其气敏、光电、光催化性能,并对T i O 2薄膜材料的发展趋势进行了展望。
关键词:T iO 2薄膜;掺杂;制备方法;性能研究Research Progress of Preparati on and Properties of T iO 2Th i n Fil m sZ HANG Z i -s heng,Z HANG Yan -li n g,H UANG Shi -t a o(College o f Sc i e nce ,N an ji n g Un i v ersity ofA eronautics and A str onau tics ,Jiangsu N anjing 210016,Ch i n a)Abst ract :T i O 2w as a broadband gap se m iconductorm aterial and had w ild applicati o n prospects .Preparation m ethod of T i O 2thin fil m s and gas sensi n g ,pho toelectric ,photocatalyti c properti e s o fT i O 2th i n fil m w ere rev ie wed and the devel opm ent trend of T i O 2thin fil m s m ateria ls was prospectedK ey w ords :T i O 2t h i n fil m s ;doping ;preparati o n m ethods ;properties research作者简介:张自升(1982-),男,硕士研究生,主要从事薄膜材料研究。
柞蚕丝素_纳米TiO_2复合膜的制备及其结构表征
纳米 T iO2 无毒无味, 耐热、 耐腐蚀, 化学稳定性好 抗血凝材料 。丝素主要有无规线团、 螺旋和 象,
[ 8]
[ 1, 2]
, 具有防紫外线
[3~ 5]
功能。以氨基酸为结构单元
[ 6] [ 7]
的多肽结构, 赋予天然柞蚕丝素蛋白膜良好的生物相溶性 , 已应用于固定化酶 、 药物释放载体 、 以及 折叠三种构象 , 其中无规线团、 螺旋归属于 silk I 构 折叠属于 silk II 构象。常温度下制备的普通丝素膜主要呈无规线团构象, 即 silk I 构象, 其结晶度
Abstract: In order to make silk fibroin ( SF) membrane with excellent mechanical intensity, a series of tussah silk f ibroin nano TiO2 composite membranes, marked as b ~ e, were prepared by controlling condition, and compared with pure silk membrane, marked as a. All the composite membranes obtained were characterized by SEM, DSC, TG and IR. SEM showed that the nano TiO2 can uniformly disperse into the regenerat ed silk fibroin solution with polyvinyl alcohol. DSC showed that the melting temperatures ( T m ) of the composite membranes b~ d were greater than that of membrane a, however, T m of the composite membranes decreased with increasing the TiO2 content. TG revealed that the thermal stabilities of the composite membranes increased. IR showed that the crystalline structures of composite membranes changed from typical silk I to typical silk II. Key words: Tussah silk fibroin; Nono T iO2 ; Composite membrane; Structure characterization
PVDF_TiO_2杂化超滤膜的制备与表征
PVD F/TiO2杂化超滤膜的制备与表征3姜海凤,马玉新,王 铎,高从堦(中国海洋大学化学化工学院,山东青岛266100)摘 要: 钛酸丁酯(TB T)直接加入到铸膜液中,在相转化成膜的同时,膜液中的TB T发生水解反应,从而制备出有机2无机杂化膜。
实验中制备出不同TiO2含量的PVDF/TiO2杂化膜,研究了添加剂含量对杂化膜的水通量、牛血清蛋白(BSA)截留率和接触角的影响,并通过SEM、EDS和DSC对膜结构进行表征。
研究结果显示:杂化膜较未加入TB T的膜的性能有所改善,当TB T加入量为5.7%(质量分数)时,膜的水通量增加了1倍而截留率保持在90%以上;同时TB T 对膜结构也有一定影响:杂化膜中海绵状孔减少,指状孔增多;TB T的水解产物部分存留在杂化膜中。
关键词: PVDF/TiO2杂化膜;超滤膜;制备中图分类号: TQ028文献标识码:A 文章编号:100129731(2009)04205912041 引 言随着膜技术的发展,在聚合物膜材料中引入纳米无机粒子以提高聚合物膜的综合性能引起了许多研究者的关注,原因在于所制备的无机2有机复合膜不但有望集中有机膜和无机膜的各自优点,弥补它们的缺陷,而且可以发展单一膜材料原先没有的综合性能,满足特定需要[1]。
目前有机2无机杂化膜的制备方法有溶胶2凝胶法[2～4]、原位聚合法[5～7]、纳米微粒与高分子直接共混法[8,9]等。
纳米TiO2是目前研究最为活跃的无机纳米材料之一,它具有高活性和高选择性,有稳定的化学性质、强氧化还原性、抗光阴极腐蚀性、难溶、无毒和成本低等优点,但是纳米TiO2颗粒细小,而且本身是极性的,比表面积较大、表面能较高,因此很容易团聚,导致其在铸膜液中不能很好地分散。
本文采用溶胶2凝胶法,以钛酸丁酯(TB T)为无机前驱体,以冰醋酸为添加剂制备PVDF/TiO2杂化膜。
2 实 验2.1 实验原料和设备聚偏氟乙烯(PVDF)1300,KU REHA;聚丙烯腈(PAN),广州市伟达精细材料有限公司;N,N2二甲基乙酰胺(DMAc),分析纯,天津市博迪化工有限公司; N2甲基吡咯烷酮(NM P),分析纯,天津市博迪化工有限公司;TB T,化学纯,上海展云化工有限公司;氯化锂,分析纯,北京新光化学试剂厂;牛血清蛋白(BSA), M w=67000,上海埃彼化学试剂公司;冰乙酸,分析纯,天津市博迪化工有限公司。
PVDF／TiO2自组装膜的制备及其性能研究
文献标识码 ： Ａ
中图分类号 ： Ｔ Ｑ ０ ２ ８ ． ８
聚偏 氟 乙烯 （ Ｐ Ｖ Ｄ Ｆ ） 膜 是一 种新 型氟 碳热 塑性 材 料 ， 室 温下 Ｐ Ｖ Ｄ Ｆ不被 酸 、 碱 等强 氧 化 剂 和 卤素所 腐蚀 ， 耐高 温及 辐射 ， 具有 化 学性 质稳 定 、 机 械 强度 高 、 抗氧 化 性 强 等特 点 ， 是 目前 理 想 的相 转 换 法 成 膜 材 料之 一 ｌ １ ＇ ２ ｊ 。但 是 ， Ｐ ＶＤ Ｆ膜表 面 能低 ， 亲水 性差 ， 易被 污染 ， 因此 ， 对 其进 行亲 水 性改 性 提 高膜 性 能 十
Ｐ ＶＤ Ｆ ／ Ｔ ｉ Ｏ ２ 自组 装 膜 的 制 备 及 其 性 能 研 究
张 万友 ， 仲 卫 超 ， 张海 丰 ， 李 瑶 ， 韩 冬２ ， 刘积 亮２
（ １ ． 东北 电力大学 化学工程学院 ， 吉林 吉林 １ ３ ２ ０ １ ２ ； 吉林省 电力有 限公 司吉林供 电公 司， 吉林 吉林 １ ３ ２ ０ １ ２）
摘
要： 采用溶胶 一 凝胶相转化法和 自组装法 制备 Ｐ Ｖ Ｄ Ｆ ／ Ｔ ｉ Ｏ ：自组装膜 ， 并利 用 Ｓ Ｅ Ｍ、 接触角 、 Ｆ Ｙ ｒ —
Ｉ Ｒ和 Ｘ Ｒ Ｄ进行 了表 征 ； 通过纯水通量、 孔隙率、 膜 阻 力 分 析 和腐 植 酸 （ Ｈ Ａ） 过滤去除实验， 考 察 了
Ｐ Ｖ Ｄ Ｆ ／ Ｔ ｉ Ｏ ：自组装膜 的性能 ， 探究 了 Ｐ Ｖ Ｄ Ｆ ／ Ｔ ｉ Ｏ ２自组装膜在臭氧 条件下 的催化臭 氧化反应 机理 。结果
TiO2GOPVDF改性复合膜的制备及抗污染性能研究
V$l.41 N$.1Feb.2021第41卷第1期2021年2月膜科学与技术MEMBRANE SCIENCE AND TECHNOLOGYTiO 2 / GO / PVDF 改性复合膜的制备及抗污染性能研究王慧雅(南京工程学院环境工程学院，南京211167)摘要：用溶胶-凝胶法制得的TO?经GO 修饰，通过SEM 、XRD 分析表明制得的复合粒子为 TiO 2、GO 的均匀混合物，且TiO 2为易分散、粒径均匀的锐钛矿型.将其添加至PVDF 铸膜液基体，采用相转换化制备TiO 2/GO/PVDF 改性复合膜.X 射线衍射、红外光谱和接触角测试实验结果表明,TiO 2/GO 和PVDF 有效结合，且在相转化过程中TiO 2/GO 转移至膜表面，复合膜表面的亲水性增强.借助SEM 发现GO 和TO?间存在的协同作用使TiO 2/GO /PVDF 改性复合膜孔道和孔径均发生了改变.结合膜性能测试实验，证实其亲水性有较大提升，纯水 通量上升至203. 5 L/(m 2 - h ),分别为纯PVDF 膜,TiO 2/PVDF 膜的2. 3倍和1 2倍.此外TiO 2/GO 粒子携带的负电荷增大了其对污染物的静电斥力，对BSA 的截留率高达912%，较纯PVDF 膜和TO2/PVDF 膜具有更优的抗污染性，通量恢复率可达86. 3%.关键词：二氧化钛；聚偏氟乙烯；复合膜；抗污染中图分类号：TQ028.8;XT 文献标志码：A 文章编号：10078924(2021)01008009doi ： 10. 16159/j. cnki. issnl007-8924. 2021 01 011作为膜分离技术中最常用的聚偏氟乙烯(PVDF)膜，因制备工艺简便、使用成本低，且具有良好的机械强度和优异的物化稳定性,已在水处理、食品行业、能源电池等领域受到广泛关注'1—5(.但当其应用于水相体系时，材料的强疏水性使PVDF 膜易污染，从而导致通量下降及使用寿命缩短•因此,PVDF 膜亲水性研究已成为膜分离技术及其工程化应用的热点：6—10( •目前，将 $ Al 2o 3)ZrO 2、SiO 2、TiO 2等无机纳米粒子'11—15(添加至铸膜液体系，制得的PVDF 复合膜亲水性、分离性和抗污染性均有很大提升•其中TiO?粒子因其优良的亲水性和光催化性而备受青睐，将光催化技术和膜分离技术有效耦合，越来越受到科学家的广泛关注'6—2叫李健生等⑵(将纳米TiO?粒子和PVDF 共混制备TiO 2/PVDF 杂化膜，研究表明TO?粒子表面富含的V基有效改善了膜的亲水性，并使杂化膜的力学性能、 抗污染性和光催化性均得到提高•但随着研究的深入，发现在实际应用中TiO?存在不易回收、在膜体系中易团聚、光催化效率低等问题，对TiO 2进行修 饰以提高其效能，再将其与超滤膜有机融合以便更好地激发两者的协同效应成为膜分离技术的研究热点'"?6(.有研究表明，氧化石墨烯(GO)含有大量V基、竣基、环氧基、琰基等含氧官能团:?7—30( ,TiO 2经其修饰后添加至铸膜液中，可更好地优化复合膜的 表面或底膜支撑层的亲水性和微观面貌，光催化性和抗污染性均有所增强：31—35(. Mahdie 等'6(对膜基体中分别引入to 2,go /to 2/go 进行比较分析发现，TiO 2 /GO 粒子对膜的亲水性、分离性改善效果收稿日期：202005-12；修改稿收到日期：20200806第一作者简介：王慧雅(1978-)，女，江苏宜兴人，硕士，副教授，主要从事PVDF 膜改性及应用研究，E-mail : whyplgl "njiteducn引用本文：王慧雅TiO 2/GO/PVDF 改性复合膜的制备及抗污染性能研究[J (.膜科学与技术,2021,41(1):80—88.Citation ： Wang H Y. Study on preparation and anti-pollution property of T1O2/GO/PVDF modified composite membrane[J(. Membrane Science and Technology (Chinese) ,2021,41(1) ：80 —88.第1期王慧雅:TiO2/GO/PVDF改性复合膜的制备及抗污染性能研究・81・更显.Xia等将GO引入碱性TiO2溶液，高温烧结制备了微孔GO-TiO2复合膜，复合膜能带隙2.73eV,光响应性良好，具有较强的光催化降解物的•目前，大部分研究是将GO和TiO2共混后添加至铸膜液中，少有将凝胶-溶胶法的TiO2经GO修饰加至PVDF膜体系.本文创新地采用凝胶-溶胶法TiO2/GO复子，再将加至PVDF铸膜液中，基于相转化机理（图1$采用简单易行的流涎法TiO2/GO/PVDF改性复合膜.利用接触角测量仪、扫描电子显微镜）红外变换光谱等对复合膜的亲水性和微观形貌进行表征,并通过分离实察PVDF改性复合膜对牛血白蛋白（BSA）的去除效果和性.非溶剂溶剂——凝胶浴非溶剂K2溶剂，非溶剂----聚合物溶液----支撑体（玻璃板）图1相转化法原理图Fig.Schematicdiagramofthephaseinversionmethod 1实验部分1.1试剂与仪器四异丙醇钛（TIPO$Sigma-Aldrich；三乙醇胺（TEOA）西陇化工有限公司；氧化石墨烯（GO）,国化学有限公司；聚偏氟乙烯（PVDF）,上海三有限公司二甲基甲酰胺（DMF）、聚乙二醇6000（PEG6000）、BSA（相对分子质量67000）,国化学试剂有限公司.JEOL公司JSM-6380LV扫描电镜（SEM）,电压30kV；德国Bruker公司TENSOR27型红外光谱仪（FTIR）、D8Advance X射线衍 （XRD）；美国TA公司SDT Q600（TG）；河承德鼎盛机检测有限公司JY-82C测量仪;尤尼柯上海有限公司UV-2100型紫外可分光光度计.1.2TiO2/GO粒子的制备将36.62g四异丙醇钛和3806g三乙醇胺"昆合后加入250mL容量瓶中,用超纯水进行标定.向容量瓶中通入N23min用密封带封好口后,作为母液待用（含10.3g TiO2）；量取40mL超纯水加入0.515g GO,在400W功率下超声处理2h使GO分散在水溶液中；量取40mL母液和分散有GO的超纯水一起加有聚四氟内衬的水热反应釜中；向反应釜中滴加高浓度的氢氧化钠溶液至pH=12,在190C保持24h；最后将产物洗涤、抽滤入马弗炉400Cn烧2h"终产物TiO2/GO'8（.1.3TiO2/GO/PVDF改性复合膜的制备称取0.9g PEG6000溶解于30mL DMF中,缓慢加入4g PVDF,升温至60C，磁力搅拌4h直至完全溶解，分3批加入TiO2/GO粒子，继续磁2h左右，得到混的TO2/GO/PVDF 铸膜液•将的铸膜液温脱泡12h 25C下将膜上刮制成平均厚度为0.2mm的均质膜"中30s后，浸入常温下的（去离子水）中成膜，在去离子水中24h备用.在查阅文献和已有研究基础上，本文的TiO2/GO/PVDF改性复合膜中TiO2/ GO粒子添加量为质量分数5%（GO质量分数为5%）,PVDF-2,同样方法PVDF膜和加5%TiO2的TiO2/PVDF复膜"分命名为PVDF-0和PVDF-11.4TO2/GO粒子表征通过扫描电镜（SEM）、傅里叶红外光谱仪（FT-IR）和X射线衍（XRD）对TiO2/GO粒子进行征&1.5TiO2/GO/PVDF复合膜表征对复合膜进行SEM分析和FTIR分析;铸膜液分测定方法：色皿下端10mm部分用色胶带缠绕以紫外线穿过，一色皿中装入2mL去离子水"白.取1mL铸膜液加入一石色皿中，将比色皿放入紫外分光光度计中，取1mL去离子水,滴入比色皿中，迅上紫外分光光度计，将紫外分光光度计257nm处每隔4s记录DMF的吸光度值，连续记录10min. 1.6TiO2/GO/PVDF复合膜性能测试1. 6.1TiO2/GO/PVDF复合膜的超滤性能利用自制超滤装置测试杂化膜的水通量艮合适大小的膜片（50cm2）在N2氛围中于0.15MP q压力下先对膜预压30min,压力为0.1MPa,测定膜的纯水通量［几丄/（m2・h）.・82・膜科学与技术第41卷将去离子水换成1 g/L BSA 溶液，重复上"测定膜对 物溶液的通量J p 丄/(m2・h)(同时利用紫外 分光光度计在280 nm 下测定对 BSA 的截留率(？％)'9；孔 (，％)采用 显膜法测定•以上数 测5次" 值.各性能指 标用式(1)〜式(4)计算：%湿J w d V w /(At $(1$J p=V p/(At(2R = G —C 1X100%C 0(3「％湿—％干 X100%4$式中:V w(L )为透过膜的纯水体积;V p(L )为透过BSA 溶液的体积；A (m2) 测膜面积；(h)为测试时间；C 0 (g/L)为BSA 溶液的初始质量浓度；C 1 (g/ L)为滤液中BSA 溶液的质量浓度;％离子水中完全 的质量,％干为60 C 中恒重时的质量采用超滤法测定膜的孔径厂心并由卡乌特-埃尔福特费里方程，即式(5)计算：式中："为水的黏度(8. 9X10—4 Pa-s )；为孔隙率(%)；为膜的厚度(2X10-4 m)；Q 为单位时间内水的通量(m 3/s) ；A 为膜有效面积(m 2)；A E ［置 压力(0. 1 MPa).162 性用去离子水对1. 6. 1中使用后的膜进行反复冲洗，然后再次测 水通:J r,L/(m 2 ・h)(利用式(6)〜式(9)计算膜通量恢复率(FRR %)" 枭率(&,%)及可逆《,%)和 逆 t 率CR r %)'0(・FRR = J A X100%w(6R t = J w —Jp X100%w(7R rd ^—p X100%w (8R r d 耳'100%(9$1.6 3污染阻力了更好了解膜的性能,通过串联阻力模型计算膜的度⑷—42(，如式(10)：p)=R m +?c+?f(10)式中:？ot 为总过滤阻力，m -1 ； 为跨膜压力，0. 1MPa J p 为分离BSA 的通量,L/(m 2・h)； “为水的黏度8 9X10—4 Pa-s ；R f 为膜对蛋白质的吸附引起的污染,m -1；R m 是膜阻力，m -1；R c 是由凝胶或滤 膜 形成的膜阻力，m -1,可以通过水除•各个阻力用式(11)〜式(13)计算：R m = J(11)! w Rd %E —R m(12)J rR c d%E —R m —R f(13)J r2结果与讨论2.1 TiO 2/GO 粒子用扫描电镜来观察 的TiO 2/GO 粒子的形貌，如图2. TiO 2/GO 复合物保持了 TiO 2的形貌，这是由于GO 的量较少.此外，进一步通过 EDX 能谱来分析复合物的元素组成，从图3中可看，复合物是由C 、O 和Ti 元素组成的，其中Ti 元的 TiO 2,O 元TiO 2 和 GO,C 元GO,这也进一步 GO 和TiO 2成复(a) TiO 2； (b) TiO 2/GO2 SEMFig. 2 SEM of TiO 2 and TiO 2/GO5 1015结合能/keV图3元素分布Fig. 3 ElementDistribution第1期王慧雅:TO?/GO/PVDF改性复合膜的制备及抗污染性能研究・83・X射线衍射仪用来研究TO2/GO粒子的晶体结构如图4所示.GO的XRD谱图在118。
《2024年纳米TiO2+Al2O3-PVDF超滤膜的制备及应用研究》范文
《纳米TiO2+Al2O3-PVDF超滤膜的制备及应用研究》篇一纳米TiO2+Al2O3-PVDF超滤膜的制备及应用研究摘要本文重点研究纳米TiO2与Al2O3掺杂的PVDF超滤膜的制备方法，探讨了不同制备条件下超滤膜的结构和性能的变化。
并详细阐述了这种超滤膜在环境保护和污水处理等领域的潜在应用。
通过对超滤膜的表征、性能测试以及实际应用的探索，证实了纳米TiO2+Al2O3/PVDF超滤膜具有优异的过滤性能和良好的应用前景。
一、引言随着科技的发展和工业化的推进，环境污染问题日益严重，特别是水资源的污染问题已经成为全球关注的焦点。
超滤膜作为一种新型的过滤材料，以其高过滤效率、低能耗和环保等特点在污水处理和水资源再生等领域得到广泛应用。
而纳米TiO2和Al2O3作为优良的纳米材料，在改善超滤膜性能方面具有巨大的潜力。
因此，研究纳米TiO2+Al2O3/PVDF超滤膜的制备及应用具有重要的现实意义。
二、材料与方法1. 材料实验所用的主要材料包括PVDF、纳米TiO2、纳米Al2O3以及溶剂等。
2. 制备方法采用浸渍法、相转化法等制备工艺，将纳米TiO2和Al2O3掺杂到PVDF中，形成纳米复合超滤膜。
三、制备工艺与性能研究1. 制备工艺详细探讨了制备过程中的条件（如溶液浓度、掺杂比例、热处理温度等）对超滤膜结构和性能的影响。
通过不断调整工艺参数，得到了具有良好过滤性能的超滤膜。
2. 性能研究采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等手段对超滤膜的微观结构进行表征，通过测试其纯水通量、截留率等性能指标，评价了超滤膜的性能。
四、应用研究1. 环境保护领域的应用将纳米TiO2+Al2O3/PVDF超滤膜应用于工业废水处理、饮用水净化等领域，研究了其在实际应用中的性能表现。
实验结果表明，该超滤膜具有良好的过滤性能和抗污染性能，能够有效地去除水中的杂质和有害物质。
2. 污水处理领域的应用将纳米TiO2+Al2O3/PVDF超滤膜应用于城市污水处理，通过实验对比了其与传统过滤材料的性能差异。
《2024年纳米TiO2+Al2O3-PVDF超滤膜的制备及应用研究》范文
《纳米TiO2+Al2O3-PVDF超滤膜的制备及应用研究》篇一纳米TiO2+Al2O3-PVDF超滤膜的制备及应用研究一、引言随着水资源的日益紧张和环境污染的加剧，水处理技术已成为当今研究的热点。
超滤膜技术因其高效、环保、节能等优点，在水处理领域得到了广泛应用。
纳米TiO2和Al2O3因其优异的物理化学性质，常被用于超滤膜的改性。
本文将详细介绍纳米TiO2+Al2O3/PVDF超滤膜的制备过程及其应用研究。
二、材料与方法1. 材料制备纳米TiO2+Al2O3/PVDF超滤膜所需材料包括：聚偏二氟乙烯（PVDF）、纳米TiO2、纳米Al2O3、溶剂等。
2. 制备方法（1）溶质制备：将PVDF、纳米TiO2和纳米Al2O3按一定比例混合，加入溶剂中，制备成均匀的溶质。
（2）膜制备：采用相转化法，将溶质倒入凝固浴中，形成初生态膜。
经过一系列的后处理，如干燥、热处理等，最终得到纳米TiO2+Al2O3/PVDF超滤膜。
3. 实验设计在制备过程中，通过改变纳米TiO2和Al2O3的掺杂比例、溶剂种类等因素，探究不同工艺参数对超滤膜性能的影响。
三、结果与讨论1. 制备结果通过扫描电子显微镜（SEM）观察，发现纳米TiO2和Al2O3成功掺杂到PVDF超滤膜中，且分布均匀。
膜的表面形貌得到改善，孔隙率增加，提高了膜的通透性。
2. 性能分析（1）通量与截留率：通过实验测定，纳米TiO2+Al2O3/PVDF超滤膜的通量较纯PVDF超滤膜有所提高，同时对大分子物质的截留率也得到提高。
这主要归因于纳米粒子的掺杂改善了膜的孔隙结构和亲水性。
（2）抗污染性能：纳米TiO2具有光催化性能，可降解附着在膜表面的污染物；而Al2O3则具有较高的化学稳定性，可提高膜的抗化学污染性能。
因此，纳米TiO2+Al2O3/PVDF超滤膜的抗污染性能得到显著提高。
（3）稳定性与耐久性：经过多次循环使用和长时间运行，纳米TiO2+Al2O3/PVDF超滤膜的性能仍能保持稳定，表现出较好的耐久性。
基于溶胶凝胶法的TiO2溶胶的制备
基于溶胶凝胶法的TiO2溶胶的制备段济远;李福勤;王军【摘要】用N-N二甲基乙酰胺(DMAC)作溶剂,钛酸丁酯作前驱物,冰乙酸为稳定剂,通过溶胶凝胶法制得了二氧化钛(TiO2)溶胶,并且对加水方式、加水量、溶剂量、pH值、温度等影响因素进行了考察.结果表明,当采用分散加水方式,温度在25℃～35℃以下,DMAC与钛酸丁酯的体积比为3.5:1,V(H2O)/V(Ti(OC4H9)4)为2～3,pH值为2～4时所得TiO2溶胶稳定,透明性好,可用作聚合物与纳米二氧化钛复合膜的研制的添加剂.%TiO2 sol is prepared by the sol - gel method using Dimethylacetamide(DMAC) as a impregnant,tetrabutyltitanate (TBT) as a precursor and acetic acid as a stabilizer. And the effect ingredients have been investigated including the way of adding water, mole ratio of waterto TBT, volume ratio of DMAC to TBT,pH value and temperature. It suggests that the TiO2 sol obtained is stable and lucid which can be used as a additive to prepare polymer and nanometer TiO2 composite membrane, if the way of adding water dispersedly is adopted and when temperature is between 25 to 35℃, the volume ratio of DMAC to TBT is3.5:1, the mole ratio of water to TBT range from 2 to 3, the value of pH is between 2 to4.【期刊名称】《河北工程大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2011(028)001【总页数】3页(P57-59)【关键词】TiO2溶胶;DMAC;溶胶凝胶法【作者】段济远;李福勤;王军【作者单位】河北工程大学城市建设学院,河北邯郸,056038;河北工程大学城市建设学院,河北邯郸,056038;中国科学院生态环境研究中心,北京,100085【正文语种】中文【中图分类】TB383共混改性是将几种材料均匀混合,以提高材料性能的方法。
浸渍式提拉法制备TiO_2薄膜的微观结构和润湿性
浸渍式提拉法制备TiO_2薄膜的微观结构和润湿性王军;刘莹;胡静茹【期刊名称】《表面技术》【年(卷),期】2017(46)2【摘要】目的研究工艺参数与TiO_2薄膜的微观结构、光学性质及润湿性的关系。
方法以钛酸四丁酯为原料,乙醇为溶剂,采用溶胶-凝胶浸渍式提拉法,改变工艺参数(提拉次数、提拉速度),在玻璃衬底上制备了TiO_2薄膜,并通过光学表面形貌仪、紫外可见分光光度计及接触角测试仪分析了不同参数下制备的TiO_2薄膜的微观结构、光学性质和润湿性。
结果提拉次数和提拉速度都会影响薄膜的微观结构,提拉2次,提拉速度在3~7 cm/min之间制备的TiO_2薄膜表面平整、致密。
在提拉方向上,存在厚度梯度,厚度梯度为1 nm/μm。
透射光谱显示TiO_2薄膜在可见光区透明,吸收边与提拉工艺有关,提拉速度为7 cm/min,提拉2次制备的TiO_2薄膜,禁带宽度为3.57 e V,此时,接触角为14.8°。
结论提拉速度、提拉次数影响TiO_2薄膜的微观结构、光学性质和润湿性。
通过提拉工艺参数的调整,可以制备均匀致密、具有亲水性的半导体TiO_2薄膜。
【总页数】5页(P58-62)【关键词】溶胶-凝胶;TiO2薄膜;工艺参数;微观结构;光学性质;润湿性【作者】王军;刘莹;胡静茹【作者单位】南昌大学机电工程学院;江西科技师范大学江西省材料表面工程重点实验室【正文语种】中文【中图分类】TG174.444【相关文献】1.浸渍-提拉法制备WO3薄膜的气敏性能研究 [J], 杨俊梅;桑海军;毕淑娟2.浸渍提拉法制备改性氧化石墨烯光催化薄膜及其性能表征 [J], 顾皓辰;郑艳银;刘洋洋;杨培燕3.浸渍提拉法制备钛酸钡/聚酰亚胺复合薄膜及其低频介电性能研究 [J], 陈志鹏;初蕾;朱志斌;刘英才;贾新伟;王玮4.溶胶-浸渍提拉法制备ZnO薄膜 [J], 包启富;董伟霞;林榕伟;顾幸勇;张瑞浩;韩颖婷5.浸渍-提拉法制备WO_3薄膜的气敏性能研究 [J], 杨俊梅;桑海军;毕淑娟因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
二氧化钛-聚四氟乙烯复合薄膜的制备及其性能研究的开题报告
二氧化钛-聚四氟乙烯复合薄膜的制备及其性能研究的开题报告一、研究背景及意义二氧化钛（TiO2）在光催化、电催化、电导等领域具有广泛的应用，尤其是对有机污染物的降解和抗菌等方面有着很好的效果。
聚四氟乙烯（PTFE）则在防腐涂料、电气绝缘材料、高温耐磨材料等方面具有广泛的应用。
二氧化钛和聚四氟乙烯的复合薄膜具有二者各自优良性能的综合体现，可以在多个领域中有更广泛的应用。
本研究将通过制备二氧化钛-聚四氟乙烯复合薄膜，并研究其性能，为更好地发挥其应用价值提供技术支持。
二、研究内容1.制备二氧化钛-聚四氟乙烯复合薄膜。
采用溶液浆料法制备复合薄膜，通过控制各材料的配比、掺杂和表面改性优化复合膜的表面性质和性能。
2.研究复合薄膜的结构和形貌。
利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜等仪器研究该复合薄膜的晶体结构、晶粒大小和形貌等。
3.研究复合薄膜的催化性能。
通过检测复合薄膜的光催化和电催化性能，探究其对有机污染物的降解效果，并比较不同配比、掺杂和表面改性后复合薄膜的差异。
4.研究复合薄膜的机械性能和稳定性。
通过强度、硬度测试和耐腐蚀性测试，验证复合薄膜的机械性能和耐久性，并探究其在多种环境条件下的稳定性。
三、预期成果本研究通过制备二氧化钛-聚四氟乙烯复合薄膜，并研究其性能，将获得以下预期成果：1.成功合成二氧化钛-聚四氟乙烯复合薄膜，并通过表面掺杂和改性，实现了对复合薄膜特性的优化。
2.对复合薄膜的结构和形貌进行了全面的表征和研究，探究其制备过程中的形成机制和影响因素。
3.对复合薄膜的催化性能和机械性能进行了实验测试和分析研究，掌握了其在不同应用领域的表现和适用范围。
4.为深入研究二氧化钛-聚四氟乙烯复合薄膜应用的拓展，提供了技术支持和理论指导。
四、研究方法与技术路线1.物料准备。
准备二氧化钛颗粒、聚四氟乙烯乳液、聚乙烯醇等原料，并对其进行处理和精细化。
2.复合薄膜制备。
根据一定比例，将准备好的原料按一定配方混合搅拌，制备并烘干成复合膜。
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采用紫外-可见分光光 度 计(美 国 VARIAN 公 司,型 号 CARY 100) 对 TiO2/PVDF 复 合 中 空 纤 维 膜 和 纯 PVDF 膜 进 行 牛 血 清 白 蛋 白 截 留 率 的 测 定;利 用 泡 压 法 测 定 膜 的 最 大 孔 径 ， [9,10] 水 通 量 则 采 用 内 压 式 循 环泵进行测定。
昭觉地处长江上游脆弱的生态区，在靠近州府西昌的凉山州东西 河飞机播种林区，种植杨树、花椒、核桃等“三棵树”。 以原松涛森林公
园为例，距 西 昌 18 公 里 ，占 地 面 积 900 余 亩 ，公 园 海 拔 1800 米 ；气 候 宜 人 ，属 亚 热 带 高 原 气 候 ，冬 无 严 寒 ，夏 无 酷 暑 ，平 均 15℃；园 内 空 气 清晰，景色诱人，为度假、疗养、旅游避暑的好去处。 3．4 丰富多彩彝族文化资源展现了彝族风情
4 致谢
本文在撰写过程中得到沈良杰教授的指导，特此致谢！ 科
● 【参考文献】
［1］ 崔 晓 文 . 旅 游 经 济 学 [J]. 清 华 大 学 出 版 社 ,2009,9． ［2］ 互 动 百 科 ． 旅 游 经 济 [OL].2012-9-7． ［3］凉山州政府网[EB/OL]. /[OL]． ［4］王 娜 ，冯 杜 娟 .论 凉 山 州 昭 觉 县 彝 族 文 化 旅 游 资 源 的 开 发 与 保 护 [J]． 经 营 管 理 者,2009,3．
表 1 不同组件的水通量
压 力 (MPa)
水 通 量 (L/m2.h)
PVDF 膜
TiO2/PVDF 复合膜
0.02
3.06
13.61
0.03
4.11
20.22
0.04
5.38
27.08
0.1
10.09
80.88
图 1 PVDF 膜和 TiO2/PVDF 复合膜水通量对比曲线
图 1 将 TiO2/PVDF 复合膜分别与 PVDF 膜的水通量进行比较。 这 样很直观地就可以看出添加了无机纳米粒子的复合膜的水通量都要 高于 PVDF 膜的，而且压力越大这种现象就越明显。 这些都充分说明 了 TiO2 可以有效的改善 PVDF 的疏水性。 2.2 TiO2 对复合膜最大孔径的影响
以农业产业化为载体 ，通过招商引资 ，广泛开展科技合作 。 拟在洒 拉地坡乡建立“昭觉县玫瑰现代产业化”项目新型高科技产业园区，总 投资金额达 1 亿元。 该项目建成后，可年产大马士革玫瑰鲜花 4000 吨 和可产 1000kg 的精油和 3500 吨纯露， 直接经济价值将达到每年 2.7 亿元，规划在“十二五”期间共同把洒拉地坡乡打造成中国最大的连片 万亩玫瑰谷，同时建成世界上最大的玫瑰生产基地，国内最大的玫瑰 品种基因库、种籽资源中心，及玫瑰产品研发中心，促进食品加工、包 装运输、服务行业等全面发展，带动旅游业的发展，使农民脱贫致富， 为昭觉县新农村建设打下坚实的基础。 3．2 加强基础设施建设，修建高等级公路
作者简介：陈建军（1972—），男 ，四 川 巴 中 人 ，副 教 授 ，硕 士 ，主 要 民 族 经 济 研究与电子商务教学工作。
※基金项目：西昌学院科研团队项目《信息化背景下凉山州特色 农产品电子商务发展对策研究》。
1.2 复合膜制备工艺 按照一定的配方将 PVDF、TiO2 和 PEG6000 溶于 DMF 中，配制成
胶液,将胶液充分搅拌制成制膜液。 将制膜液静置脱泡，然后由计量泵 注入喷丝头，在芯液的作用下，经喷丝头挤出的中空纤维在凝胶浴中 固化成型,经适当的后处理使膜孔径固定以备后用。 1.3 膜性能的测试
但截留率比较低， 而 TiO2/PVDF 复合膜的截留率得到了大大提高，这
主要是因为复合膜的最大孔径要比 PVDF 膜的小许多，从而具有更好
的截留效果。 这跟我们前面讨论的最大孔径问题也是相一致的。 这说
明添加无机纳米粒子后可以提高膜的分离性能，使复合膜能有更广泛
的应用。
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2012 年 第 33 期
【关 键 词 】聚 偏 氟 乙 烯 ；TiO2；中 空 纤 维 ；复 合 膜
0 前言
聚 偏 氟 乙 烯(PVDF)具 有 良 好 的 化 学 稳 定 性 ，热 稳 定 性 和 机 械 强 度，是一种综合性能良好的分离膜材料。 在上世纪 70 年代末，就出现 了 PVDF 平板膜，目前已实现了平板[1]、中空纤维和管式[2]形态的 PVDF 微孔膜商业化生产。 对于其他膜 材 料 ，PVDF 膜 的 一 个 显 著 特 征 是 疏 水性强，是膜蒸馏[3,4]和膜 吸 收[5]等 分 离 过 程 的 理 想 材 料 。 但 是 ，也 正 因 为其强疏水性而导致 PVDF 膜容易被污染、处理水基体系过程中阻力 大、通量小，必须通过亲水化等改性手段提高膜的抗污染能力和降低 膜 过 程 运 行 的 动 力 能 耗 。 PVDF 膜 的 改 性 方 法 可 概 括 地 分 为 表 面 改 性、共混改性和化学改性等。 近年来,在疏水性聚合物体系中引入少量 亲水性无机氧化物粒子的改性方法引起人们的广泛兴趣,该法可以将 无机材料的耐热、 化学稳定性与聚合物的柔韧性和低成本相结合,而 使所得膜的孔性能、耐污染性能得到显著地提高 . [6,7] 但 目 前,国 内 外 采 用该技术进行改性研究的体系主要集中在聚砜[8]、聚乙烯醇体系,对 聚 偏氟乙烯体系的研究还鲜见报道. 本文在前期研究的基础上, 进一步 报道在聚偏氟乙烯制膜液中添加亲水性纳米氧化物粒子对所制 PVDF 中空纤维膜结构与性能的影响。
由表中数据可 以 看 出 ：TiO2/PVDF 复 合 膜 的 水 通 量 在 相 同 压 力 下 比纯 PVDF 膜的水通量大很多。 这主要是因为在铸膜液中添加了一定 量的氧化钛粒子从而使复合膜的表面上和膜通道内具有很多亲水的 TiO2 颗粒，TiO2 颗粒具有很强的亲水性， 这样就很好的弥补了性能优 良的 PVDF 膜憎水的缺陷。 在相同压力条件下，TiO2/PVDF 复合膜的水 通量是 PVDF 膜的 6 倍左右。这主要是因为无机纳米粒子 TiO2 的亲水 性、致孔能力等性能有所差别造成的。
2 结果与讨论
2.1 TiO2 对复合膜水通量的影响 作 为 膜 材 料 ，聚 偏 氟 乙 烯(PVDF)有 耐 高 温 、耐 气 候 和 化 学 稳 定 性
等优点 。 但它是疏水性物质 ，成膜后水通量较小 。 本实验对它进行了改 性，主要是通过添加一定量的氧化钛纳米粒子来改善膜的亲水性。 分 别测定了 TiO2/PVDF 复合膜和 PVDF 膜的水通量，并且作了比 较 。 见 表1
偏远山区的彝族文化是保持得最完整、纯洁的，但由于交通不便， 很难让人们利用这里的资源，而这里的人们也与外界交往太少，导致 思想经济落后 。 因此，我们可以通过扶贫 、建设社会主义新农村等形式 改善这里的交通条件。 2011 年已立项， 预计 2012 年开工，2016 年通 车，途经州内的西昌市 、昭觉县和金阳县 。 包括：基础设施建设 ，生态建 设，服务意识 ，古建筑保护和咨询中介 。 这需要政府对西 （昌）昭（觉）公 路项目实施的高度重视， 特别是近年来频繁发生泥石流等地质灾害， 给当地人民造成一定的人力 、物力、财力的损失 。 政府对基础设施配套 建设的规划，提升昭觉县及临近的布拖县、美姑县、金阳县和雷波县的 公路建设 。 对旅游景区经营单位 ，对服务质量坚持长效的质量跟踪 、信 用评估等多种方式考核。 3．3 种植“三棵树”，发展观光旅游
为了能更直观地体现无机纳米粒子对膜水通量的有效改善作用， 特将 TiO2/PVDF 复合膜与 PVDF 膜的水通量作对比。 见图 1。
1 实验
1.1 原料及仪器 聚 偏 氟 乙 烯 (PVDF): 上 海 三 爱 富 新 材 料 股 份 有 限 公 司 纳米级氧化钛:浙江舟山明日纳米材料有限公司 N ，N－ 二 甲 基 甲 酰 胺 (DMF): 中 国 联 试 化 工 试 剂 有 限 公 司 聚乙二醇 6000(PEG6000):中国福利企业华东公司 干湿法纺丝制膜装置:自制;孔径测量装置:自制 79～1 型磁力加热搅拌器:深圳市沙头角国华仪器厂
本实验采用紫外分光光度法分别测定了添加无机纳米粒子的复 合中空纤维膜和 PVDF 膜对牛血清白蛋白的截留率。具体数据见表 3。
表3
组件
原液吸光度
出水吸光度
截留率
PVDF 膜
0.2170
0.1755
19.12%
TiO2/ PVDF 复合膜
0.1885
0.0753
60.1%
分 析 所 测 数 据 知 ： PVDF 膜 对 牛 血 清 白 蛋 白 有 一 定 的 截 留 作 用 ，
本实验是采用泡压法来测定膜的最大孔径的，具体数据见表 2 表 2 中空纤维膜最大孔径
中空纤维膜 P/MPa
PVDF 膜 0.12
TiO2/ PVDF 复合膜 0.23
Dmax/um
0.75
0.39
表 2 中 列 出 了 PVDF 膜 和 TiO2/PVDF 复 合 膜 的 最 大 孔 径 ， PVDF 膜的最大孔径将近复合膜的两倍大， 适合粒径大于 0.75um 的粒子或 者 分 子 的 截 留 过 滤 。 TiO2/PVDF 复 合 膜 的 最 大 孔 径 由 0.75um 减 到 0.39um，这说明 TiO2/PVDF 复合膜的分 离 性 能 与 纯 PVDF 中 空 纤 维 膜 相比，有了较大的提高。 复合膜最大孔径的减小说明加入的 TiO2 粒子 会减少膜内大孔的形成几率，膜的平均孔径也会因此减小，从而扩大 了膜在分离技术领域中的应用。 2.3 TiO2 对复合膜分离性能的影响