聚偏氟乙烯纳米多孔膜结构调控及离子传递特性

在纳微米尺度调控膜孔结构对发展高性能膜分离材料具有重要意义。使用半结晶性高分子材料聚偏氟乙烯(PVDF),利用非溶剂诱导相分离(NIPS)、蒸汽诱导相分离(VIPS)、溶剂蒸发诱导相分离(EIPS)方法,成功制备了不同形貌的多孔膜。提出了根据聚合物的结晶生长机制调控膜孔结构概念,根据溶剂蒸发时间调控结晶生长。利用SEM和BET对膜孔形貌进行表征,XRD和DSC对结晶进行检测,氢离子(H+)和四价钒离子(VO2+)以及其他常用离子的扩散系数表征传质特性。在溶剂蒸发诱导结晶的过程中,随着溶剂蒸发时间的延长,膜断面的球晶比例逐渐增加,最后至球晶完全融合,膜孔结构发生了显著变化,且膜的结晶度和结晶形态随之发生变化,离子选择性能随膜孔尺寸减小而逐渐增大。