原位法制备TiO2-聚偏氟乙烯复合膜

基金项 目： 浙 江省教育厅 项 目（ Ｙ ２ ０ １ ４ ３ ０ ５ ２ ３ ） ， 衢 州市科技 计划项 目（ ２ ０ １ ４ Ｙ ０ ０ ８ ） ， 衢州学 院科研启动 经费 （ Ｂ Ｓ Ｙ Ｊ ２ ０ １ ２ ０ ２ ） ， 衢州学 院师资 队伍建设专项经费资助 （ ＸＮ Ｚ Ｑ Ｎ ２ ０ １ ５ ０ １ ）Hale Waihona Puke Baidu 收稿 日期 ： ２ ０ １ ６ — ０ ４ — １ ２
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刘 佳， 等
原位法制备Ｔ ｉ ０ ２ 一 聚偏氟 乙烯复合膜
氟化工
原位 法制备 Ｔ ｉ Ｏ ２ 一 聚偏 氟 乙烯复合膜
刘 佳 ，闫红 旭 ， 付 铁 柱 ， 郑 红梅
（ １ ． 衢 州 学院 ， ３ ２ ４ ０ ０ ０ ； ２ ． 浙江 巨化股份 有 限公 司电化厂 ， ３ ２ ４ ０ ０ ４ ； ３ ． 巨化 集 团技 术 中心 ， ３ ２ ４ ０ ０ ４ ： 浙江 衢 州）
洗机 ； 电子分析天平 ， Ｂ ｒ ｕ ｋ ｅ ｒ Ｄ ８ Ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｃ ｅ Ｘ射线衍射 仪（ Ｘ Ｒ Ｄ ） ， Ｐ ｅ ｒ ｋ ｉ ｎ Ｅ ｌ ｍ ｅ ｒ Ｄ Ｓ Ｃ ８ ０ ０ ０ 同步热分析仪 ， ｓ 一 ４ ７ ０ ０ 场 发 射 扫 描 电镜 （ Ｓ Ｅ Ｍ） ， Ｄ Ｓ ＡＩ Ｏ ０型视 频 光 学 接触角测量仪 ， Ｍ Ｓ Ｃ 一 ５ ０ 超滤杯 ， 等。
摘 要 通过相转化 法制备钛 酸锂钾． 聚偏 氟乙烯 （ Ｋ Ｔ Ｌ ０． Ｐ Ｖ ＤＦ ） 多孔膜 ， 再 经过水热合 成 法将 ＫＴ Ｌ Ｏ ． Ｐ ＶＤ Ｆ多孔 膜原位 转化成 Ｔ ｉ Ｏ： ． Ｐ ＶＤ Ｆ多孔膜并 对其性 能进行研 究。结果表
明， 经水 热 处理 后 ， 成功地将 Ｋ Ｔ Ｌ Ｏ． Ｐ Ｖ Ｄ Ｆ多孔 膜 原位 转化 成 Ｔ ｉ Ｏ － Ｐ Ｖ ＤＦ多孔 膜 。 与原 始
膜 相比 Ｐ Ｖ ＤＦ的结晶形态发 生变化 ， 结晶度 升 高， 水通量增加 ， 亲水性 能增强。通过相 转 化 法和水热法相结合 的方法原位合成 的Ｔ ｉ Ｏ ： ． Ｐ Ｖ ＤＦ多孔膜 ， 在一 定程度 上改善 了传统 方
法直接 将无机 粒子 与Ｐ ＶＤ Ｆ膜共 混过程 中无机 粒子 分布 不均 匀的缺 点 ， 使 膜的亲 水性 和 过 滤性 能有所改善 。
外， 又具备无 机材料 的 良好亲水性和耐热性 ， 还使 膜具备抗菌性 、 催化性等功能 。Ｄ ａ ｍ ｏ ｄ ａ ｒ 等采用浸 没 沉淀 法 ， 把 纳米 二 氧化钛 粒 子 添加 到 Ｐ Ｖ Ｄ Ｆ中 ， 制
得Ｐ Ｖ Ｄ Ｆ 共混膜 ， 与原 始 Ｐ Ｖ Ｄ Ｆ 膜 相 比较 ， 其 机 械 强 度 和水 通 量 大 大增 加 ， 以及 亲 水 性 能和 防 污性 能 得 到 改善 ｌ 。Ｌ ｕ ｏ 等采用 浸 没沉 淀 法 ， 将 负载 银 的纳米 沸石Ｎ ａ Ｙ与 Ｐ Ｖ Ｄ Ｆ 共混， 制得 共 混超滤 膜同 。
原 料及 试 剂 ： Ｐ Ｖ Ｄ Ｆ ， 工业 品 ； Ⅳ－ 二 甲基 甲酰
通过添加纳米材料赋予膜 的防污性能 ， 作为一
胺（ Ｄ Ｍ Ｆ ） 、 Ⅳ ＿ 甲基吡咯烷酮（ Ｎ Ｍ Ｐ ） 、 冰醋酸 、 钛酸锂
钾（ Ｋ Ｔ Ｌ Ｏ ） 、 聚 乙二醇 Ｉ Ｏ ０ ０ （ Ｐ Ｅ Ｇ ｌ ｏ ｏ ｏ ） ， 分析 纯 ； 钛 酸 四丁酯 ， 化 学纯 。均 直接 购买使 用 ， 未经 其他 处理 。 仪 器设 备 ： 带 聚 四氟 乙烯 （ Ｐ Ｔ Ｆ Ｅ） 内衬 的不锈 钢 反应釜 ， 电热 恒 温鼓 风 干燥 器 ， 恒 温 水浴 锅 ， 超 声 清
和内部 ， 在一定程度上改善传统的直接将无机粒子 添加 到 材 料 中 ， 无 机 粒 子分 布 不均 匀 的 缺 陷 。在保
留Ｐ Ｖ Ｄ Ｆ多孔 膜 机 械 稳 定 性 和 热性 能 的 同时 ， 充 分
改善 其 亲水性 和过 滤性 能 。
１ 实 验 部 分
１ ． １ 试 剂与 仪器
个简单 的处理方法 ， 在对膜改性提高其性能方面非 常 实用 。纳米 粒 子 Ｔ ｉ Ｏ 的亲水 性好 、 分散 性好 、 热稳 定性高 、 化 学 性稳 定 、 抗菌性 、 比表 面积 大等 优 点 ，
因此 被 广 泛 地 用 于 污 水 处 理 、 饮用水净化 、 保 洁 等
方面 ｌ 。Ｔ ｉ Ｏ ： 又具有光催化作用 ， 可降解膜表面沉积 和吸收的一些天然有机物 ， 进一步在一定程度上改 变膜 的抗污性 ， 延长 了膜 的使用 寿命 ， 改善 了工业 过程 因膜 的寿命短经常换膜而引起工作量增加的
关键词 聚偏氟 乙烯复合膜 ； 纳米二氧化钛 ； 原位合 成 文献标识码 Ａ ＤＯＩ １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ６ ． ６ ８ ２ ９ ． ２ ０ １ ６ ． ０ ３ ． ０ ０ ３ 中图分类号 Ｔ Ｑ ０ ２ ８ ． ８
近年来 ， 对聚偏氟乙烯（ Ｐ Ｖ Ｄ Ｆ ） 膜 的无机共混的
研究 也 越来 越 受 到大 家 的关 注 。被选 作 Ｐ Ｖ Ｄ Ｆ 改性 的无 机 粒 子 包 括 二 氧 化 硅 （ ｓ ｉ ０ ： ） 、 氧 化 铝 粒 子
缺点。但直接将纳米粒子添加到 Ｐ Ｖ Ｄ Ｆ 原料 中， 会 导致纳米粒子分布不均匀 ， 在混合过程中可能使纳 米粒 子脱 除 ， 达 不 到改性 的预期 效果 。 本研究拟采用和水热法相结合 的方法原位合
成Ｔ ｉ Ｏ 一 Ｐ Ｖ Ｄ Ｆ 多孔 膜 ， 以期 Ｔ ｉ Ｏ 分布 在膜 表 面 、 孔 道
（ Ａ １ ： ０ ） 、 二氧 化钛 （ Ｔ ｉ Ｏ ） 等１ １ － ４ ］ 。这些无 机粒 子 与 Ｐ Ｖ Ｄ Ｆ 共混 ， 制得共混膜 ， 使Ｐ Ｖ Ｄ Ｆ 共混膜既具有原
始 膜 的机 械 性 能 和 化 学 稳 定 性 等 一些 优 良的性 能