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近年来,膜蒸馏技术的快速发展推动了膜材料在水处理、油水分离、催化剂等方面的应用。然而,膜材料的成本较高、来源缺乏且性能缺陷影响着膜材料在其他行业的发展。聚偏氟乙烯(PVDF)由于其良好的热稳定性、力学性能及耐化学性,成为超滤、微滤领域中常用的膜材料。然而聚偏氟乙烯膜的疏水性较强,极容易受到污染,导致水通量降低。故针对疏水性PVDF膜在长时间水处理中使用易受到污染物附着的问题,采用硅烷偶联剂对其表面亲、疏水改性以调控膜表面的亲疏水性能。同时,膜的制备过程中采用共混改性法将具有优异的电学、力学和热学性能且分散性较好的MWCNTs-COOH添加到PVDF膜中,以提高PVDF膜的抗污染性和多功能性。本文的研究内容分为两部分:一、为提高MWCNT/PVDF共混膜的抗污染和亲疏水性,采用不同的碱处理时间或不同条件的等离子体处理表面使表面-OH增多,然后预处理的共混膜通过浸入不同浓度的十八烷基三氯硅烷(OTS)或者3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTE)溶液中进行更完全的接枝,从而提高膜的拉伸强度,亲疏水性和抗污染性。二、选用多壁碳纳米竹(MWCNTs)或氧化石墨烯(GO)或还原氧化石墨烯(RGO)/聚偏氟乙烯共混膜为基底,运用溶胀冷冻干燥法,在溶胀剂DMF/H2O的溶胀、液氮浴的冷冻、空气的干燥下,形成MWCNT(GO、RGO)/PVDF/DMF/H2O三维多孔PVDF共混膜。采用傅立叶红外光谱(FT-IR)、场发射扫描电镜(FESEM)、水接触角(WCA)、氮气的吸附-脱附(BET)、压汞等测试方法,表征PVDF共混膜改性后表面形态、亲疏水性及孔隙率的变化情况。分析结果表明,接枝浓度5wt%OTS的改性膜接触角从90°增加到141.9°,并发现最佳OTS浓度和碱处理时间分别为5wt%和10 min。同时,三步法改性后多孔膜受溶胀剂中DMF浓度、溶胀时间和冷冻时间的影响对膜的晶型结构、膜形貌、吸附性能和力学性能等进行了表征。从表面形貌图中观察到,网络状孔结构分别出现在CNT/PVDF膜经4wt%DMF/H20溶胀15 min冷冻1.5 h和RGO/PVDF共混膜在浓度为8 wt%DMF/H2O溶液中溶胀15 min冷冻0.5 h。且含有RGO和CNT的改性多孔膜的吸附性能最高分别为 0.6 mg/g 和 1.03 mg/g。