无机功能材料填充PVDF杂化膜的研究进展

摘要

本论文重点对无机功能材料填充PVDF杂化膜的研究进行了回顾和评论.PVDF膜由于其良好的性能被广泛应用于化工分离和环境保护等领域,但由于PVDF膜的亲水性和耐污染能力差,限制了PVDF膜的更广泛的应用.近年来,很多研究者都致力于提高PVDF膜综合性能的研究,其中在PVDF膜中填充无机功能材料制备PVDF杂化膜由于其制备工艺简单、膜性能改性灵活和成本低等特点得到了广泛的关注.据报道,通过填充如SiO2和ZrO2等无机功能材料后PVDF膜的亲水性和耐污染性能得到了明显改善.还有研究者发现,非化学计量无机功能材料表面存在着大量的羟基和丰富的路易斯酸位而具有优越的亲水性能,将其填充到PVDF膜后,PVDF膜的综合性能得到了进一步的提高.虽然以上方法在一定程度上提高了PVDF膜的耐污染性能,但这些方法只是通过流体和膜表面间的物理作用来实现膜性能的改善,没有引入任何化学反应,从而限制了膜耐污染性能的进一步提高.据报导称在光照条件下TiO2能降解有机污染物并杀灭细菌等微生物,同时硫酸化的ZrO2固体超强酸具有很强的酸性可以分解固体悬浮物或抑制其在膜表面的形成,成为提高PVDF膜亲水性和耐污染性能的理想填充材料.有研究者通过以TiO2为核和硫酸化的ZrO2为壳制备了多孔ZrO2/void/TiO2固体超强酸材料(ZVT)并填充于PVDF膜中得到ZVT/PVDF杂化膜,使得PVDF膜的耐污染性能、抗压实性能和亲水性均得到显著的提高.