基于实验结合密度泛函理论的PVDF/GO复合膜的过滤性能

林秀玲; 孟歌; 施佳利; 章洁琦; 盛绍顶

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基于实验结合密度泛函理论的PVDF/GO复合膜的过滤性能

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为去除空气中的颗粒污染物,采用相转化法制备聚偏氟乙烯(PVDF)/氧化石墨烯(GO)复合膜。通过扫描电子显微镜和傅里叶变换红外光谱(FTIR)仪对PVDF和PVDF/GO复合膜的形貌及化学结构进行表征;采用接触角测试分析膜的亲-疏水性;以檀香烟雾作为颗粒污染物模型,利用激光粉尘粒度分析仪测试膜对檀香烟雾的过滤效率;基于密度泛函理论,通过构建添加羧基的GO和檀香烟雾主要成分单萜(C_(8)H_(6)O_(5))的结构模型,从吸附位点、吸附能、电荷转移量的变化等探讨GO与C_(8)H_(6)O_(5)之间的相互作用。结果表明,相转化法制备的PVDF膜具有多孔结构,GO的加入减小了PVDF膜的孔隙结构,复合膜的接触角增大。GO质量分数分别为0.5%,1%,1.5%和2%的复合膜对颗粒物的过滤效率分别为60.51%,82.55%,78.55%和75.95%。当GO质量分数为1%时,复合膜的过滤效率最高。FTIR分析也表明GO的加入有利于PVDF从α相转变为β相,β相PVDF更适合作为过滤材料。GO与C_(8)H_(6)O_(5)之间最稳定构型的吸附能和电荷转移量为-0.395 eV和-0.107e(e=1.6×10^(-19)C),表明GO与C_(8)H_(6)O_(5)分子间形成了氢键,发生的是物理吸附,有利于提高膜的过滤效率。

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来源
《工程塑料应用》 |2023年第10期|125-131|共7页
作者
林秀玲; 孟歌; 施佳利; 章洁琦; 盛绍顶;
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作者单位

安徽理工大学材料科学与工程学院;

安徽省水基高分子材料高性能化工程实验室;

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正文语种 chi
中图分类消烟除尘;
关键词
氧化石墨烯; 聚偏氟乙烯; 过滤; 密度泛函理论; 相转化法;

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