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聚偏氟乙烯脱气膜的制备及脱氧性能研究
摘要
聚偏氟乙烯（PVDF）膜因其独特的结构、优异的性能和广泛的应用领域而备受关注。本研究利用PVDF为原料，采用相转移方法和蒸发-沉积法制备聚偏氟乙烯脱气膜，并评估了其脱氧性能。结果表明，所制备的聚偏氟乙烯脱气膜具有良好的脱氧性能，适用于空气和氮气的去氧化操作。
关键词：聚偏氟乙烯；膜；脱氧性能；相转移法；蒸发-沉积法
引言
聚偏氟乙烯（PVDF）膜作为一种重要的膜材料，以其独特的结构、优异的性能和广泛的应用领域备受关注。聚偏氟乙烯膜的制备方法包括溶液浸渍法、相转移法、界面聚合法、蒸发-沉积法等。相转移法是一种常见的制备聚偏氟乙烯膜的方法，通过改变相转移温度和相转移剂种类等参数可以控制膜的孔径、形态、分子量和性能等。
膜的气体分离性能是衡量膜质量的重要指标之一。聚偏氟乙烯膜由于其优异的气体分离性能，在空气分离、氢气分离、有机气体分离等领域具有广泛的应用。而PVDF脱气膜的制备及其脱氧性能的研究在空气和氮气去氧化操作中起着重要作用。
本研究利用相转移法和蒸发-沉积法制备聚偏氟乙烯脱气膜，并评估了其脱氧性能。本文主要内容如下。
实验部分
1.实验材料
PVDF（分子量为150,000）、偏二氯甲烷、去离子水、正辛醇、甲醇、硫酸、氧气和氮气等。
2.制备聚偏氟乙烯脱气膜
(1)相转移法制备PVDF膜
将PVDF、偏二氯甲烷和正辛醇按一定比例混合后，在60℃下搅拌1小时直到完全溶解。然后将混合液放置室温静置，并调整相转移剂CTAB的浓度，加速相转移过程。将混合液分别倒入四个聚丙烯模具中，放在水浴中、保持不动，在45℃下进行相转移反应，反应时间为8小时。将模具中的聚偏氟乙烯膜取出，用去离子水和甲醇洗涤数次，然后在烘箱中干燥24小时。
(2)蒸发-沉积法制备PVDF膜
将PVDF、氧气和氮气混合气体进入反应室，在600℃下进行蒸发-沉积反应。然后将反应室缓慢加热至900℃，保持一段时间，使所得聚偏氟乙烯膜充分结晶。将膜取出，用去离子水和甲醇洗涤数次，然后在烘箱中干燥24小时。
3.评估膜的脱氧性能
将聚偏氟乙烯膜分别放入氧气和氮气环境中，观察其脱氧效果。
结果与讨论
1.PVDF膜的制备及性质表征
通过相转移法和蒸发-沉积法两种方法分别制备PVDF膜，并对其膜结构和形貌进行表征。利用傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、X射线衍射仪（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）分析了PVDF膜的化学结构、晶体结构和形貌等性质。结果表明，两种方法制备得到的PVDF膜均具有典型的PVDF结构，具有良好的晶体性和孔结构，可满足不同领域的应用需求。
2.PVDF脱气膜的制备及脱氧性能评估
应用上述两种制备方法，制备了PVDF膜，并对其脱氧性能进行了评估。通过将PVDF膜分别放入氧气和氮气环境中，观察其脱氧效果。结果表明，所制备的PVDF膜具有优异的脱氧性能，可以有效地去除氧气。经过多次循环使用后，PVDF膜的脱氧效果仍然保持较好的稳定性。
结论
本研究采用相转移法和蒸发-沉积法制备了PVDF膜，并评估了其脱氧性能。结果表明，所制备的PVDF膜具有优异的脱氧性能，适用于空气和氮气的去氧化操作。这些结果为进一步研究PVDF膜的应用提供了基础。
参考文献
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