增强型管状聚偏氟乙烯/石墨烯纳米纤维膜制备与性能

颜鼎荷¹，肖长发¹，陈明星^1,2，黄岩¹

1. 天津工业大学材料科学与工程学院省部共建分离膜与膜过程国家重点实验室2. 河北科技大学纺织服装学院

摘 要：以聚酯纤维编织管为支撑体,聚偏氟乙烯(PVDF)为成纤聚合物,石墨烯(GE)为掺杂剂,采用静电纺丝技术制备增强型管状PVDF/GE纳米纤维膜,通过扫描电子显微镜(SEM)、接触角(CA)滴定仪和孔径分布仪等对其结构进行了分析和讨论,研究了GE含量对管状PVDF纳米纤维膜的结构及其对油水混合物分离性能的影响。结果表明,掺杂GE可显著增强纳米纤维膜的疏水性,其掺杂量为0.1%(质量分数)时,纳米纤维膜水接触角可达147.6°,表现出优异的疏水性能,同时煤油通量高达20367 L/(m~2·h)。油水分离实验表明,聚酯纤维编织管赋予纳米纤维膜良好的拉伸及抗压性能,使其在负压下可实现连续油水分离,且油(煤油)/水分离效果优异,分离效率可达99%以上。膜每运行一个周期后,用无水乙醇清洗膜表面,循环使用10次后分离效率仍可达96%以上。

关键词：聚偏氟乙烯;石墨烯;静电纺丝;管状纳米纤维膜;油水分离;