聚偏氟乙烯peg接枝碳纳米管复合膜的制备及性能研究

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1、万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得丞逮墨些本鲎或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：窖耗瑾签字日期：?，f’年歹月12，日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解苤盗兰些盘堂有关保留、使用学位论文的规定。特授权苤连墨些盘茎可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学

2、校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：季耗埏导师签名；盘百／签字日期：y}’年J月1五日签字日期：J吖，年3月12，日学位论文主要创新点．姻万方数据一、采用“graakngto”的方法制备了聚乙二醇接枝的原始多壁碳纳米管(PEG—CNTs)和石墨化多壁碳纳米管(PEG．CCNTs)，以期增加碳纳米管在聚合物基体中的分散性，这为制备综合性能优异的共混膜提供了保证。二、相比于原始多壁碳纳米管，石墨化多壁碳纳米管经过高温石墨化处理，缺陷更少结构更完善。基于上述合成的PEG—CNTs和PEG—CCNTs，将其与PVDF共混，采用浸没沉

3、淀相转化法制备出两种综合性能良好的共混膜(PGM、PGCM)。三、通过对两种改性剂(PEG．CNTs、PEG．CCNTs)及两种复合膜(PGM、PGCM)的研究，揭示了改性剂的结构、复合膜的微观结构与复合膜的宏观性能的关系，为开发出具有更高综合性能和实用价值的聚偏氟乙烯复合膜开辟出了一个新的方向。万方数据摘要聚偏氟乙烯(PVDF)膜具有优良的化学稳定性、热稳定性、机械强度、耐酸碱腐蚀等特点，已经成功地应用在工业废水处理、有机溶剂精制及膜蒸馏等场合。然而，PVDF膜固有的疏水性使其在水处理应用时，易在膜表面及膜孔内吸附蛋白质，而造成不可逆污染。一方面，聚乙二醇(PEG)是亲水性聚合物，常作为致

4、孔剂来改善膜的性能和孔结构，然而，在采用浸没沉淀相转化成膜过程中及后期运行操作中，聚乙二醇极易被溶出膜体，使膜不能保持持久的亲水性而降低其工作的效率和使用寿命。另一方面，通过改性之后的碳纳米管作为一维无机纳米填料，在改善高分子膜的抗污染性能及强度，控制复合膜的膜孔结构等方面，引起了广大研究者的注意。在本研究中，将PEG的亲水性和碳纳米管的优异性能相结合，研究其对PVDF膜性能和结构的影响是较新的研究内容。首先采用“graftingto”的接枝方法制备了PEG接枝的原始多壁碳纳米管(PEG—CNTs)和石墨化多壁碳纳米管(PEG．CCNTs)。利用傅立叶红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱

5、(ⅫS)、透射电子显微镜(TEM)及热重(TG)分析测试方法分别对两种改性碳纳米管的结构、分散性及形态进行了表征。其次，将这两种亲水改性碳纳米管分别与PVDF共混，以N，N二甲基乙酰胺为溶剂，以去离子水为非溶剂，采用浸没沉淀相转化法制备复合膜，即PGM和PGCM。采用动态接触角测定仪、扫描电子显微镜(SEM)、单纤维强力仪等对两种复合膜的结构、抗污染能力及强度等进行表征。本文研究结果表明，PEG分子链以化学键接枝到碳纳米管表面，接枝多壁碳纳米管(PEG—CNTS和PEG—CCNTs)在有机溶剂中的分散性提高。低添加量的多壁碳纳米管能够在膜基体中均匀分散，共混膜的亲水性显著提高，膜孔结构得到改

6、善，膜抗蛋白污染的能力提高，拉伸强度增强。最后展望了此接枝改性碳纳米管作为添加剂，在改善其它膜材料的结构和性能方面的可能性，及利用此功能化碳纳米管开发具有更广泛抗菌抗污染性能的复合膜的研究前景，这为如何开发出具有更高综合性能和实用价值的聚偏氟乙烯复合膜开辟出了一个新的方向。关键词：聚偏氟乙烯(PVDF)；多壁碳纳米管：接枝；共混；聚乙二醇(PEG)万方数据ABSTRACTPoly(vinylidenefluoride)(PVDF)membranehasbeensuccessfullyappliedinindustrialwastewatertreatment,organicsolventre

7、finingandmembranedistillationoccasionsduetoexcellentchemicalstability,thermalstability，mechanicalstrength，acidandalkalicorrosionresistanceandothercharacteristics．However,theinherenthydrophobiccharacteristic