【编号】2023-62

【题名】基于实验结合密度泛函理论的PVDF/GO复合膜的过滤性能

【作者】林秀玲，孟歌，施佳利等

【机构】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

【刊名】工程塑料应用（2023年10期）

【文摘】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(C8H6O5)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C₈H₆O₅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C₈H₆O₅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C₈H₆O₅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。