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聚偏氟乙烯(PVDF)是一种半结晶聚合物,以其优良的化学稳定性、耐辐射性、耐热性和易成膜性而倍受青睐,广泛应用于水过滤、分离等领域。磁控溅射技术因具有高沉积速率、低基底温度、与基材结合牢固、相对便宜的沉积方式和易于工业化等优点,在建筑镀膜玻璃、透明导电膜玻璃、柔性基材卷绕镀等镀膜工业领域中得到广泛应用,并且在膜分离领域中逐渐崭露头角。基于此,本论文将膜分离技术与光电技术结合,利用直流(DC)磁控溅射技术在PVDF膜表面沉积金属纳米铜层,制备PVDF/Cu合金膜,研究磁控溅射工艺参数对膜结构和性能的影响规律。通过蒸汽诱导相分离法(VIPS)制备多孔PVDF膜,探究了在搅拌温度50℃,相对湿度80%,成膜温度50℃时,不同聚合物浓度下基膜的结构和性能。结果表明,随着PVDF浓度从20wt%增加到27wt%,膜表面形态由球状粒子向网状结构转变,PVDF膜水接触角100.01°降低到77.56°,膜的平均孔径和最大孔径、孔隙率、水通量随着PVDF的浓度增加而减小,而PVDF膜的断裂强度和断裂伸长率都增加。以25wt%浓度的PVDF膜为基膜,利用磁控溅射技术在其表面沉积纳米铜薄膜,并利用原子力显微镜(AFM)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线能谱分析仪(EDX)和射线衍射分析(XRD)探究不同溅射工艺参数对合金膜的表面微观形貌、化学组成成分和晶态结构的影响。AFM结果表明纳米铜膜在多孔膜表面以岛状方式生长,随沉积时间的增加,纳米铜颗粒团聚明显、相互连接,并不断聚合长大成连续铜膜;随溅射时间和溅射功率的增加,膜表面颗粒尺寸逐渐增加,而随工作压强的增加,颗粒尺寸减小,表面逐渐平滑。XPS和EDX测试结果表明,部分铜以Cu(2p3/2)和Cu(2p1/2)状态存在于PVDF膜表面、膜孔内及其孔壁中。随着溅射时间和功率的增加,膜表面依次出现Cu(111)、Cu(200)晶面,强度也随之增强,低工作压强有利于铜膜的结晶。通过场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、孔隙率、孔径、接触角、水通量、截留率等探讨磁控溅射工艺参数对膜结构和性能的影响,采用振荡烧瓶法定性分析金复合膜的抗菌性能。研究表明,由于成膜阶段溅射粒子优先在缺陷位置成核、生长,复合膜的平均孔径有一定程度的降低；由于纳米铜粒子的存在,复合膜的接触角减小,提高了膜的亲水性能。随着溅射时间和溅射功率的增加,膜的通量减少,截留率和通量恢复率增加,尤其溅射长时间后膜表面形成连续铜层,能够阻碍污染物的吸附与膜内部孔的堵塞,从而提高膜通量恢复率。如当溅射时间增加到45min时,复合膜的通量恢复率超过90%。抗菌实验结果表明,与原膜及空白对照组对比后得出,经过溅射的PVDF膜培养基中的大肠杆菌菌落明显较少,随着时间和功率增加,复合膜的抑菌率逐渐增加,当溅射功率为80w时,抑菌效率达100%,这说明能够合金膜能够有效抑制大肠杆菌的生长,具有良好的抗菌性能。