【摘 要】
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根据热力学相图定量指导膜结构形成过程,对纳微米结构的精细调控具有重要的意义.本文采用半结晶性高分子材料聚偏氟乙烯(PVDF)、有机盐烯丙基磺酸钠(SAS)和二甲基亚砜(DMSO)作为膜制备原料,首次定量绘制出PVDF/DMSO和PVDF/SAS/DMSO体系相图,并且利用相图根据溶剂蒸发诱导结晶的方法对膜结构进行预测和实验条件的设计.通过改变溶剂蒸发的时间和SAS的含量来控制溶液将达到的热力学状态
【机 构】
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清华大学化学工程系,北京,100084
【出 处】
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海峡两岸第五届膜科学技术高级研讨会暨“青山杯”研究生论坛
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根据热力学相图定量指导膜结构形成过程,对纳微米结构的精细调控具有重要的意义.本文采用半结晶性高分子材料聚偏氟乙烯(PVDF)、有机盐烯丙基磺酸钠(SAS)和二甲基亚砜(DMSO)作为膜制备原料,首次定量绘制出PVDF/DMSO和PVDF/SAS/DMSO体系相图,并且利用相图根据溶剂蒸发诱导结晶的方法对膜结构进行预测和实验条件的设计.通过改变溶剂蒸发的时间和SAS的含量来控制溶液将达到的热力学状态,从而使其在分相时形成不同的结构,进而表现出不同的膜性能.利用DSC实验测定体系相图,并且利用热力学理论验证与实验结果的一致性;利用SEM对膜形貌进行表征;利用氢离子(H+)和四价钒离子(VO2+)的扩散系数表征多孔膜传质特性;利用DSC对结晶度进行检测.在溶剂蒸发诱导结晶的过程中,随着PVDF高分子浓度的增大,膜断面的球晶比例逐渐增加,最后至球晶完全融合,随着SAS含量的增大,高分子的结晶速度加快,结晶度增大;随着膜结构的变化,离子选择性也能得到有效调控,实现了纳米多孔膜的高分离性能.
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