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浙江大学高分子系黄小军副教授团队关于PVDF油水分离膜材料新成果在ACS Applied Materials & Interfaces发表

日期:2020-04-08 14:02

频繁的石油泄漏事故和工业含油污水的大量排放严重污染环境、危害人类健康,尤其油田和工业产生的酸性含油废水近年来引起了人们的广泛关注,开发适合于酸性环境且耐酸稳定性优异的油水分离材料迫在眉睫,成为当前的研究热点之一。聚酰胺-胺(PAMAM)树枝状大分子外侧拥有大量的伯氨基团,且氨基数量随其代数的增加而增加,在酸性条件下具有大量活性位点,有望解决这一持续挑战。

黄小军副教授团队从膜结构设计出发,选取无致密皮层的PVDF多孔膜作为基材,首先通过冷等离子体聚合技术制备了丙烯酸接枝PVDFPVDF-g-PAA)分离膜。在此基础上,将氨基化功能化SiO2纳米粒子接枝到PVDF-g-PAA膜表面提高表面粗糙度;进一步,通过界面聚合(IP)技术将PAMAM树枝状大分子固定在膜表面提高表面能。通过微纳米粗糙结构、高表面能、酸性环境多氨基响应位点的有机结合实现改性膜的超亲水及水下超疏油性能;所得改性膜的水接触角和水下油接触角分别为150°,在0.9 bar下通量高于3100 L/(m2·h)],分离效率高于99%。最重要的是,PAMAM链上的氨基在酸性条件下通过质子化作用使其从坍塌状态延伸为完全疏松的状态,赋予膜具有较优异的抗油滴粘附性能、抗污染性能、稳定性及重复使用性能。本工作为酸性条件下腐蚀性油水乳液的分离提供了良好的应用前景。

                                             

相关成果以“Fabrication of pH-sensitive superhydrophilic/underwater superoleophobic poly(vinylidene fluoride)-graft-(SiO2 nanoparticles and PAMAM dendrimers) membranes for oil–water separation”为题发表在高水平期刊ACS Applied Materials & InterfacesIF=8.456。论文的第一作者为浙江大学高分子科学与工程学系黄小军副教授团队的博士后魏晨杰;通讯作者为天津工业大学材料科学与工程学院陈莉教授和浙江大学高分子科学与工程学系黄小军副教授。该项工作得到了国家自然科学基金、浙江省自然科学基金等项目的资助。




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