由于具有较高的热稳定性、较强的机械性能及良好的加工特性，聚偏氟乙烯（ PVDF）已经成为了一种广泛应用于超滤（ UF）、微滤（ MF）和膜生物反应器（ MBR）等膜过程的膜材料^[1]。在这些应用过程中，膜污染常常不可避免，导致 PVDF 膜渗透性能大幅衰减，严重影响其经济性， 抑制膜污染是 PVDF 膜应用中受到关注的核心问题^{[2, 3]}。机械冲洗、高压反冲洗、化学清洗等是减轻膜污染、 恢复膜通量的常用手段， 但化学清洗对膜材料耐化学腐蚀性要求较高，频繁化学清洗会大大降低分离膜的使用寿命；高压反冲洗、机械冲洗方法对去除膜面滤饼层很有效，能够在一定程度上缓解膜污染，但是对不可逆的膜孔堵塞污染效果有限。流体力学研究显示，提高膜面流速，在分离膜表面形成湍流，或对膜组件施加影响，使膜组件发生振动，能够降低过滤过程中的膜污染；利用 β 相 PVDF 晶体的压电性， 在其两侧施加直流电压， PVDF 膜在电压的作用下会发生收缩或膨胀；如果将直流电场改成交变电场，膜自身会成为振动源， 原位产生高频振动。 Coster 课题组研究发现，这种振动能够显著降低膜面污染的发生， 使稳定通量提高 165%-235%^[4]。 PVDF 膜的原位振动与流体力学协同作用，能在膜过滤过程中强化传质，达到抑制膜污染的目的，压电 PVDF 膜的构筑是其中的关键。

构筑压电 PVDF 膜通常有两种途径：一种途径是从常见的 α 相PVDF 膜出发， 采用拉伸法、 电场极化法、退火法或高能辐照法将非极性的 α 相晶体转变为极性的 β 相晶体，然后在强直流电场作用下使β 相晶体发生取向重排，获得压电性。 这种方法存在条件苛刻、 α 相到 β相转化率不高、破坏膜微结构等问题；另一种途径是在制备 PVDF膜时，通过控制结晶过程，使 PVDF 结晶成为 β 相，以 β 相 PVDF膜为基础，对其施加直流电场进行取向重排，从而赋予 PVDF 膜压电性。由于 β 相 PVDF 分子链呈现平面锯齿结构，氟原子和氢原子分别排列在分子链的两侧，只需在较低的直流电压下，使晶体发生取向排列，就可获得更高的压电性能，且对 PVDF 膜的微结构破坏较轻^[5]。因此， 在制备 PVDF 膜时，控制结晶过程， 直接获得晶型为 β 相的PVDF 膜， 对简化极化条件、提高压电性能、构筑压电 PVDF 膜具有重要意义。

1膜的制备

本实验采用热致相分离法，利用离子液体与 PVDF 之间的强静电相互作用，诱导构筑晶型为 β 相的 PVDF 膜。咪唑类离子液体对 PVDF 向 β 相结晶具有很强的诱导作用^[6]。 He 等将咪唑类离子液体（ [BMIM][PF6]、 [BMIM][BF4]、 [BMIM][FeCl4]和[BMIM][Cl]） 加入 PVDF 与二甲基甲酰胺（ DMF）形成的溶液中， 溶剂蒸发后，制得 PVDF 薄膜。 离子液体的加入显著影响了 PVDF 晶体成核及生长过程，促进了 β 相PVDF 晶体的形成^[7]

高沸点下通过溶解聚合物得到均匀溶液，并在高温下加入低分子量稀释剂，然后浇筑成所需膜的形状，冷却以引起相分离和聚合物的固化，之后除去稀释剂以制备微孔结构^[8]。

2膜的极化

将样品夹在电场两个电极之间，并使样品从室温加热至90#177;5℃，同时施加在电极之间的电压以#12316;50V / min的速率逐渐从零增加至2000V，2000 V对应的场强为16.3#215;106 V / m。然后将样品保持在90℃，电压不变，持续2小时。然后将其冷却至室温（20-25℃），电压维持不变。并在过程中防止两电极之间产生电弧，发生电击穿^[9]。

3极化情况的表征

3.1测量压电振动

为了测试膜的压电性能，将膜两侧用金溅射涂覆，将膜安装在装有透明窗的激光束室，通过将金涂层连接到AC可变频率信号发电机（Topward TFG-8114）向膜施加AC信号。当施加电信号时，使用激光多普勒运动检测器系统(Polytec PDV 100 Laser Doppler Vibrometer with VibSoft software)检测膜表面的振动^[9]。