PTFE/SiO2复合纤维膜的制备及性能
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新疆大学 机械工程学院,新疆 乌鲁木齐 830017

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国家自然科学基金资助项目(51865055、52161017);天山英才计划(201720025)


Preparation and Properties of PTFE/SiO2 Composite Fiber Membrane
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    摘要:

    过静电纺丝技术制备了具备超疏水性能的PVA/PTFE/SiO2油水分离纤维膜。用SiO2颗粒对PVA/PTFE纤维膜进行二级粗糙结构的构建,得到PVA/PTFE/SiO2复合纤维膜,用X射线衍射(XRD)、疏水角测试、扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)、热重-差热分析(TG-DTG-DTA)、红外光谱分析(FTIR)及X射线光电子能谱图分析(XPS)对该复合纤维膜进行表征,并对其进行油水分离性及稳定性实验。结果表明添加SiO2颗粒提高了纤维膜的疏水性能,当添加SiO2颗粒的质量比为0.5%时,纤维膜的疏水角平均值达到最大158.9°;该复合膜对不同油水混合物的分离效率均在99.2%以上,循环分离20次后的效率仍保持在98.6%以上,在油水分离方面表现出巨大的应用潜力,同时也表现出优异的稳定性能。

    Abstract:

    PVA/PTFE/SiO2 oil-water separation fiber membranes with superhydrophobic properties were prepared by electrostatic spinning. The PVA/PTFE fiber membrane was constructed by using SiO2 particles as secondary rough structure, and PVA/PTFE/SiO2 composite fiber membrane was obtained. The composite fiber film was characterized by XRD、 hydrophobic angle test、SEM、EDS、TG-DTG-DTA、FTIRand XPS. Oil-water separation and chemical stability were tested. The results show that the addition of SiO2 particles improves the hydrophobic performance of the fiber membrane. When the mass ratio of SiO2 particles is 0.5%, the average hydrophobic Angle of the fiber membrane reaches the maximum of 158.9°. The separation efficiency of the composite membrane for different oil-water mixtures is above 99.2%, and the efficiency remains above 98.6% after 20 cycles of separation. It shows great application potential in oil-water separation, and also shows excellent chemical stability properties.

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  • 收稿日期:2022-04-20
  • 最后修改日期:2022-07-09
  • 录用日期:2022-07-20
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