ZrO_2纳米粒子原位杂化PVDF膜的制备及其抗污染性能

作     者：庞睿智 李鑫 李健生 陆庄羽 黄诚 孙秀云 王连军 PANG Rui-Zhi;LI Xin;LI Jian-Sheng;LU Zhuang-Yu;HUANG Cheng;SUN Xiu-Yun;WANG Lian-Jun

作者机构：南京理工大学环境与生物工程学院南京210094 

基　　金：国家自然科学基金(51278247)资助项目 

出 版 物：《物理化学学报》 (Acta Physico-Chimica Sinica)

年 卷 期：2013年第29卷第12期

页      码：2592-2598页

摘      要：针对传统聚合物膜抗污染性差的问题,本文从杂化膜结构设计出发,提出将ZrO2纳米粒子的原位制备和聚偏氟乙烯(PVDF)相转化成膜过程有机结合的制膜新方法.该方法将阴离子交换树脂引入到N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中,以氧氯化锆为原料,利用阴离子交换树脂提供的―OH与无机盐的阴离子进行交换,得到ZrO2纳米粒子均匀分散的N,N-二甲基甲酰胺溶胶体系.随后将PVDF聚合物溶解到所得的N,N-二甲基甲酰胺溶胶体系中,获得均一、透明的铸膜液.利用X射线光电子能谱(XPS)和透射电子显微镜(TEM)对杂化膜中锆的存在状态和分散性能进行了表征.结果表明,ZrO2纳米粒子均匀分散在PVDF基体中,并且形成的纳米粒子的粒径约为10-20 nm.通过粘度、分相速度和膜形态的测定,研究了成膜机理.结果表明,ZrO2纳米粒子的引入加速了铸膜液成膜过程的分相速度.杂化膜的亲水性能通过接触角测定仪进行了评价.并选择以牛血清蛋白为代表模拟污染物,考察了杂化超滤膜的抗污染性能.结果表明,原位形成的ZrO2纳米粒子显著提高了膜的亲水性,减少了膜对蛋白质的吸附.这种将ZrO2纳米粒子的原位制备和PVDF相转化成膜过程有机结合的制膜新方法在有机-无机杂化膜的制备领域具有显著意义.

主 题 词：PVDF膜 原位制备 离子交换 ZrO 溶胶 溶胶-凝胶法 

学科分类：07[理学] 070205[070205] 08[工学] 080501[080501] 0805[工学-能源动力学] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.3866/pku.whxb201310291

馆 藏 号：203153443...