高等学校化学学报 ›› 2019, Vol. 40 ›› Issue (10): 2248.doi: 10.7503/cjcu20190189
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收稿日期:
2019-03-29
出版日期:
2019-10-08
发布日期:
2019-08-20
通讯作者:
王挺
E-mail:zjwtwaiting@hotmail.com
基金资助:
LIU Zihao,XIAO Han,YAO Yuan,WANG Ting(),WU Liguang,ZHANG Xueyang
Received:
2019-03-29
Online:
2019-10-08
Published:
2019-08-20
Contact:
WANG Ting
E-mail:zjwtwaiting@hotmail.com
Supported by:
摘要:
以苯乙烯和甲基丙烯酸甲酯混合物作为油相, 采用反相微乳液法制备了AgCl纳米粒子; 通过微乳液原位聚合油相单体得到包含AgCl纳米粒子的聚合乳液; 将聚合乳液与聚偏氟乙烯(PVDF)通过共混法构建了包含AgCl纳米粒子的PVDF共混杂化膜. 紫外-可见光谱、 透射电子显微镜(TEM)及扫描电子显微镜(SEM)等表征结果和超滤实验结果表明, 聚合乳液加入的同时引入了亲水性聚合物和表面亲水的AgCl纳米粒子, 不仅改善了PVDF共混杂化膜的孔隙率和平均孔径, 还显著增强了PVDF共混杂化膜的极性和亲水性, 最终提升了膜的水通量和抗污染性能; 过量聚合乳液加入后不能与PVDF材料均匀共混, 而且AgCl纳米粒子也会在膜中形成团聚物堵塞膜孔隙, 从而削弱了膜的水通量和抗污染性能.
中图分类号:
TrendMD:
刘子豪,肖汉,姚远,王挺,吴礼光,张雪杨. 微乳液聚合耦合共混法构建聚偏氟乙烯共混杂化膜. 高等学校化学学报, 2019, 40(10): 2248.
LIU Zihao,XIAO Han,YAO Yuan,WANG Ting,WU Liguang,ZHANG Xueyang. Fabrication of PVDF Hybrid Blending Membrane via Microemulsion Polymerization Coupling with Blending Method . Chem. J. Chinese Universities, 2019, 40(10): 2248.
Membrane | Addition amount of polymer emulsion containing AgCl nanoparticles/g | Mass fraction of polymer emulsion in PVDF blend membranes(%) | Membrane | Addition amount of polymer emulsion containing AgCl nanoparticles/g | Mass fraction of polymer emulsion in PVDF blend membranes(%) |
---|---|---|---|---|---|
PVDF | 0 | 0 | PVDF-15 | 0.9 | 15 |
PVDF-5 | 0.3 | 5 | PVDF-30 | 1.8 | 30 |
PVDF-10 | 0.6 | 10 | PVDF-50 | 3.0 | 50 |
Table 1 Preparation conditions for different AgCl/P(MMA-St)/PVDF blend membranes*
Membrane | Addition amount of polymer emulsion containing AgCl nanoparticles/g | Mass fraction of polymer emulsion in PVDF blend membranes(%) | Membrane | Addition amount of polymer emulsion containing AgCl nanoparticles/g | Mass fraction of polymer emulsion in PVDF blend membranes(%) |
---|---|---|---|---|---|
PVDF | 0 | 0 | PVDF-15 | 0.9 | 15 |
PVDF-5 | 0.3 | 5 | PVDF-30 | 1.8 | 30 |
PVDF-10 | 0.6 | 10 | PVDF-50 | 3.0 | 50 |
Membrane | ε(%) | rm/nm | Zeta potential/mV | Membrane | ε(%) | rm/nm | Zeta potential/mV |
---|---|---|---|---|---|---|---|
PVDF | 30.2±0.1 | 35.1 | -22 | PVDF-15 | 73.6±0.2 | 69.7 | -75 |
PVDF-5 | 59.9±0.2 | 61.2 | -51 | PVDF-30 | 59.1±0.3 | 55.7 | -61 |
PVDF-10 | 69.8±0.3 | 59.2 | -63 | PVDF-50 | 55.3±0.3 | 56.5 | -58 |
Table 2 Porosity(ε), mean pore size(rm) and Zeta potential of PVDF and PVDF blending ultrafiltration membranes
Membrane | ε(%) | rm/nm | Zeta potential/mV | Membrane | ε(%) | rm/nm | Zeta potential/mV |
---|---|---|---|---|---|---|---|
PVDF | 30.2±0.1 | 35.1 | -22 | PVDF-15 | 73.6±0.2 | 69.7 | -75 |
PVDF-5 | 59.9±0.2 | 61.2 | -51 | PVDF-30 | 59.1±0.3 | 55.7 | -61 |
PVDF-10 | 69.8±0.3 | 59.2 | -63 | PVDF-50 | 55.3±0.3 | 56.5 | -58 |
Fig.8 Water contact angle of PVDF and different PVDF composite ultrafiltration membranes (A) PVDF; (B) PVDF-5; (C) PVDF-10; (D) PVDF-15; (E) PVDF-30; (F) PVDF-50.
Fig.9 Pure water flux(Jw), BSA solution flux(Jp), recovery flux(Jr), and the flux recovery ratio(FRR) of different membranes a. PVDF; b.PVDF-5; c. PVDF-10; d. PVDF-15; e. PVDF-30; f. PVDF-50.
Fig.10 Anti-fouling ratio and the rejection ratio to BSA solution of different membranes a. PVDF; b.PVDF-5; c. PVDF-10; d. PVDF-15; e. PVDF-30; f. PVDF-50.
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