【編號】2023-62

【題名】基于實(shí)驗(yàn)結(jié)合密度泛函理論的PVDF/GO復(fù)合膜的過濾性能

【作者】林秀玲，孟歌，施佳利等

【機(jī)構(gòu)】安徽理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院；安徽省水基高分子材料高性能化工程實(shí)驗(yàn)室

【刊名】工程塑料應(yīng)用（2023年10期）

【文摘】為去除空氣中的顆粒污染物，采用相轉(zhuǎn)化法制備聚偏氟乙烯(PVDF)/氧化石墨烯(GO)復(fù)合膜.通過掃描電子顯微鏡和傅里葉變換紅外光譜(FTIR)儀對PVDF和PVDF/GO復(fù)合膜的形貌及化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征；采用接觸角測試分析膜的親-疏水性；以檀香煙霧作為顆粒污染物模型，利用激光粉塵粒度分析儀測試膜對檀香煙霧的過濾效率；基于密度泛函理論，通過構(gòu)建添加羧基的GO和檀香煙霧主要成分單萜(C8H6O5)的結(jié)構(gòu)模型，從吸附位點(diǎn)、吸附能、電荷轉(zhuǎn)移量的變化等探討GO與C₈H₆O₅之間的相互作用.結(jié)果表明，相轉(zhuǎn)化法制備的PVDF膜具有多孔結(jié)構(gòu)，GO的加入減小了PVDF膜的孔隙結(jié)構(gòu)，復(fù)合膜的接觸角增大。GO質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.5％，1％，1.5％和2％的復(fù)合膜對顆粒物的過濾效率分別為60.51％，82.55％，78.55％和75.95％。當(dāng)GO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％時(shí)，復(fù)合膜的過濾效率最高.FTIR分析也表明GO的加入有利于PVDF從α相轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>β相，β相PVDF更適合作為過濾材料。GO與C₈H₆O₅之間最穩(wěn)定構(gòu)型的吸附能和電荷轉(zhuǎn)移量為-0.395 eV和-0.107e(e=1.6×10^-19 C)，表明GO與C₈H₆O₅分子間形成了氫鍵，發(fā)生的是物理吸附，有利于提高膜的過濾效率。