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P(VDF-HFP)-SiO2/SF电纺Janus纤维膜的制备

产品手册    2022-05-06 16:38

 

随着工业化进程的不断推进和社会的发展,由含油工业废水及生活污水而引起的水污染问题日益突出,油水分离成为广大科研工作者面临的重要课题。膜分离法由于具有能耗低、分离效率高、操作过程无污染等特点,在大规模油水分离领域 得到广泛应用。近年来,一种新兴的Janus膜材料得到了人们极大地关注。Janus膜属于不对称膜,膜两侧具有非对称润湿性,即一边亲水(疏油),另一边疏水 (亲油),这种不对称性质在膜分离过程中可提供一种内在的驱动力,实现液体的定向输送。该特性使Janus膜材料在液体分离、雾收集、膜蒸馏等领域呈现出巨大的应用潜力。

 

1 实 验

1.1 实验原料及试剂

蚕茧;聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)共聚物P(VDF-HFP);丙 酮,N,N二甲基甲酰胺(DMF),无水碳酸钠,无水乙醇,98%甲酸,十二烷基硫酸钠(SDS);二水氯化钙;疏水纳米 SiO2,R974;正己烷。

 

1.2 纺丝液的制备

丝素(SF)纺丝液的制备:将蚕茧去蛹剪片置于碳酸钠溶液中水溶液中,脱胶,取出用温水充分冲洗,重复以上操作1次后,将脱胶丝素烘干,备用;称量脱胶丝溶解在氯化钙/甲酸溶液中,恒温得到丝素溶液,将其倒入培养皿中于通风橱中常温吹干,得到丝素胶状膜;将丝素胶膜置于超纯水中透析除去其中的 Ca2+后,在于烘箱中干燥,得到丝素薄片,以甲酸溶解不同质量的丝素片,获得 丝素(SF)纺丝液。

P(VDF-HFP)-SiO2纺丝液制备:称量一定质量的P(VDF-HFP)溶解在DMF:丙酮混合溶剂中,搅拌,得到P(VDF-HFP)溶液。再将一定质量的纳米SiO2,加入到 P(VDF-HFP)溶液中混合均匀,超声处理,配制出疏水纳米SiO2纺丝液,得到 P(VDF-HFP)-SiO2纺丝液。

 

1.2  Janus复合纤维膜的制备

采用静电纺丝装置制备纤维膜,先纺制疏水 P(VDF-HFP)-SiO2膜,完成后在其表面纺制亲水SF膜,通过纺丝时间分别控制两层的厚度。静电纺丝结束后,将 纤维膜放入低温干燥箱中干燥除去未挥发溶剂后,获得P(VDF-HFP)-SiO2/SF复合纤维膜。

图1 不同纳米SiO2含量对P(VDF-HFP)-SiO2杂化纤维形貌及接触角的影响。