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... 展开 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“grafting to”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(XPS)、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。 收起