1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述：

文 献 综 述

膜分离技术作为一种环保的分离技术从而得到了高度的重视和大规模的推广。聚偏氟乙烯（ PVDF）具有非常好的热稳定性和耐热性，是一种白色粉末状结晶聚合物。如今，PVDF 在微滤、超滤、膜蒸馏、气体分离膜、生物反应器、水中污染物的去除、锂离子电隔膜和离子交换膜等方面得到广泛应用。可通过浸没沉淀（NIPS）和热致相分离法（TIPS）等多种制膜工艺制备不同形态的PVDF膜。但是，目前采用的浸没沉淀法（NIPS）和热致相分离法（TIPS）均需使用大量有机溶剂，而有机溶剂难以再回收利用，会造成环境污染和原材料浪费。一种新型的绿色溶剂离子液体从而得到广泛关注。由于离子液体具有不挥发，不易燃，导电性强，稳定性高，而且对许多无机盐和有机物有很好的溶解性。与常规的有毒，污染性大的有机溶剂相比，离子液体可以回收利用，有助于减少环境污染。

本文以PVDF为膜材料，离子液体取代有机溶剂作为稀释剂，基于热致相分离法制备PVDF膜，并对热致相分离法制备PVDF膜成膜机理进行研究。对以离子液体为稀释剂的绿色热致相分离法制备PVDF膜成膜机理进行研究，探索制膜过程中膜微孔结构的设计、构建、 重组以及优化，为高性能高聚物分离膜的制备提供理论和实践基础。

在稀释剂的选取上，很多文献上使用了二苯甲酮（DPK)、邻苯二甲酸二甲醋(DMP)等稀释剂来制备PVDF膜，研究发现，上述稀释剂都有致癌性，对健康及环境有一定的外海，因此使用环保型的稀释剂至关重要。目前我们选取一种环保无毒且新型的稀释剂离子液体1-丁基-3甲基咪唑六氟磷酸盐 [BMIM][PF6]进行制备表征。

1.1 TIPS法

自80年代末以来许多研究已经开始使用TIPS法制备PVDF膜，通过热致相分离法制备PP、PE等聚合物膜。热致相分离法（TIPS）通过相转化制备聚合物膜，主要利用聚合物与稀释剂高温相容、低温分相的原理，再通过降温造成聚合物与稀释剂相分离，形成孔结构。TIPS法制备多孔膜的步骤：首先，使聚合物和小分子量的稀释剂混合成为铸膜液，铸膜液通过模具形成平板、管式或者中空纤维膜。其次，把成型后的膜放入冷却浴中发生相分离，稀释剂被萃取剂萃取。最后让萃取剂蒸发脱除，从而得到多孔膜。与其他制膜方法相比，通过TIPS法制备的聚合物多孔膜主要优点：第一，扩大了稀释剂的选择范围，由于一些稀释剂和高分子聚合物作用比较小，造成溶解性差，而在常温或者较低温不能溶解，这是无法采用NIPS法制备原因。不过，在NIPS法制备中，在加热到一定温度后，聚合物/稀释剂体系会形成均相溶液，经降温后发生相分离，萃取稀释剂后即可制得多孔膜。第二，膜结构的可控性提高，TIPS法制膜影响因素少，可较好控制聚合物含量、稀释剂、凝胶浴种类或降温速率，从而制取不同种类的膜（微滤膜，超滤膜，纳滤膜），而且膜结构形貌也可以实现多样性（双连续网状，球状结晶，海绵状等）。第三，膜结构完整性，通过TIPS制备的多孔膜结构会比较完整，膜结构中大空腔少，孔径不但分布均匀而且强度高。

1.2 离子液体的性质

离子液体是指由有机阳离子和无机或有机阴离子构成的、在室温或近室温下呈液态的盐类化合物，又称室温离子液体或室温熔融盐。离子液体可以大致分为两大体系：高温与低温液体，其中低于150℃的就算作低温离子液体。离子液体具备电导率高，熔点低，电化学窗口宽，热稳定性能好，无显著蒸气压，无可燃性，无着火点，特殊的溶解性能等独特性能。它的一些理化性质可以通过选择不同的阳离子和阴离子搭配来作调整，比如熔点、沸点和疏水性，从而适应不同的需求。离子液体的性质使它成为一种很有潜力的”绿色”溶剂来代替十分广泛的挥发性有机物。近年来，离子液体主要应用于有机合成、分离分析、电化学以及功能材料等方面。离子液体可作为新型增塑剂，增溶剂和抗静电剂。

1.3 PVDF膜的制备

将一定质量比的聚偏氟乙烯粉末和[BMIM][PF6]液体充分混合，油浴加热至180℃，机械搅拌4h，直到铸膜液变得均一透明，之后连同模具一同浸入室温下凝固浴水中，诱导相分离待初生膜形成后将其浸入到乙醇中一段时间，膜中的离子液体被充分萃取后，将膜在60℃真空干燥箱中干燥24h，获得干燥的膜备用。

1.4 PVDF膜的表征

1.4.1 晶型

PVDF膜的结晶形式由傅立叶红外光谱（FTIR），用约2cm^-1分辨率，广角X射线衍射（WAXD）所确定。所操作的电压和电流分别为40千伏和30毫安，用橡皮作为样品支撑器，并且施加的CuKα射线。

用差示扫描热量测定熔化行为（DSC）。PVDF样品保持在20℃10分钟，然后以10℃/min的速率加热至200℃并记录其融化曲线。所有试验在50ml/min的溢流速率干燥的氮气吹扫下进行。

所制备的膜的结晶度是由差示扫描量热计（TA）测量。适当量的膜（约5毫克）密封在铝盘中，并保持在20℃10分钟，之后将样品从20℃以10℃/min的速率加热至200℃

1.4.2 膜形态

将制备的膜浸入并在液氮中淬断，然后用钯溅射。表面和膜的断面用扫描型电子显微镜（SEM）观察。

1.4.3 多孔性

测量所述膜的干重后，将其浸渍在煤油中48小时变湿，然后对湿重进行测量。膜的总孔隙率。至少测量五组平面膜和多孔膜来确定孔隙率，并最终取平均值。平均值标准偏差为75％。

1.4.4 纯水通量

将PVDF膜放置在纯净水超过24h测量纯水通量（PWF）前预先湿润。纯水的预先润湿膜的通量用在1.0bar的跨膜压力下的干净单元中（有效面积4.1 cm²时，的Amicon8010，EMD Millipore公司）进行测定。通量根据收集渗透水的时间来计算。

1.4.5 机械性能

在室温下使用万能试验机（AGS-J500 N，岛津，日本）对膜的机械性能进行评价。对于平面膜，测试根据ASTM D638-10进行的。将长5cm,宽1cm的膜垂直固定在试验机两端之间，并在50mm/min的恒定伸长速率延长至膜被破坏。抗拉强度是使用膜的横截面面积来计算。总共至少有5组平面膜用来测量并确定机械强度并最终取平均值。与平均值的标准偏差为约75％。

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２．本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：

热致相分离（TIPS）法能够制备高机械强度的聚偏氟乙烯（PVDF）膜。然而，目前常用的稀释剂均需使用大量的有机溶剂来制备PVDF平板膜，研究发现，常用的有机稀释剂都存在难以再回收利用，会造成环境污染和原材料浪费方面的问题。因此，开发环保型的稀释剂至关重要。本课题以可以回收利用、无环境污染的离子液体作为稀释剂，用TIPS法制备PVDF膜过程为研究对象，选取稀释剂1-丁基-3甲基咪唑六氟磷酸盐 [BMIM][PF6]进行制备表征，对PVDF多孔膜的制备及孔径调控机理进行科学研究。

研究手段包括：用TIPS法制备PVDF膜，选用[BMIM][PF6]为稀释剂。

1. 用红外光谱法测量PVDF膜的晶型。

2. 电镜扫描PVDF膜的膜形态。

3. 测量PVDF膜的多孔性。

4. 测试PVDF膜的纯水通量。

5. 用万能试验机测试PVDF膜的机械性能。