離子液體改性PVDF-TiO2納米復合膜的制備及表征.pdf

1、作為一項低能耗、無污染的新型水處理技術，膜分離已成為科研領域的研究熱點之一，在水處理領域的應用也日趨廣泛。水處理膜材料多為有機聚合物，其在機械強度、化學穩(wěn)定性等方面的缺陷限制了有機膜的使用范圍。有機-無機雜化膜雖然能改善有機膜的性能，但仍然存在著無機粒子的團聚、改性效果不夠理想等難以克服的問題，同時限制了此類膜的實際生產應用。為克服膜材料本身的局限性，提高其水處理性能，有研究者陸續(xù)開展對無機粒子改性后再予以雜化的研究。而作為一種綠色溶劑

2、，離子液體具有良好的化學穩(wěn)定性與結構可設計性，這對于改善無機粒子本身物化性質及進一步提高有機-無機雜化膜性能方面大有潛力?；诖?，筆者開展了離子液體（IL）改性聚偏氟乙烯(PVDF)/二氧化鈦(TiO2)納米復合膜的研究工作。
　　首先采用傳統(tǒng)的加熱回流法制備了咪唑類離子液體，然后在納米TiO2粒子的制備過程中將離子液體引入。實驗發(fā)現(xiàn)，所得離子液體為高度不對稱結構，且在納米TiO2的改性過程中離子液體所帶羧基發(fā)生了去質子化反應、縮

3、聚反應，并在鈦酸丁酯的水解縮聚過程中通過化學鍵合與所形成的TiO2粒子結合在一起，形成了納米級別的TiO2-IL粒子。
　　進而采用熱致相分離法(TIPs)制備了PVDF/TiO2與PVDF/TiO2-IL體系復合膜，在對所得復合膜的表征中發(fā)現(xiàn)，PVDF/TiO2-IL體系中離子液體的存在增強了納米粒子與稀釋劑——鄰苯二甲酸二甲酯(DMP)之間的作用力，阻礙了納米粒子的團聚；單純納米TiO2粒子的添加沒有改變PVDF的晶型且為物理