為研究膜面的官能團(tuán)結(jié)構(gòu)及晶型特征,天津津騰采用XRD、XPS和FTIR等對(duì)CNF膜、GONF膜表面進(jìn)行了分析。
從XRD譜圖可以看出,相較于CNF膜的單峰圖譜(PVDF的α相020晶面),GONF膜圖譜中出現(xiàn)了兩個(gè)明顯的峰,分別對(duì)應(yīng)PVDF的β相200晶面和110晶面。GONF膜中PVDF的α相向β相的轉(zhuǎn)變不僅表明了晶體結(jié)構(gòu)的變化,也暗示了CFGO的加入促進(jìn)了PVDF分子鏈的取向和排列,從而形成了更有序的β相結(jié)構(gòu)。β相PVDF由于其高度的極性和有序性,能夠提供更好的機(jī)械性能和化學(xué)穩(wěn)定性。這種晶型轉(zhuǎn)變可能是由于CFGO表面的官能團(tuán)與PVDF分子間的相互作用,促使PVDF分子鏈在成膜過程中更傾向于以β相形式排列。
這一晶型結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變,說明了GONF膜的晶粒尺寸更大、晶體結(jié)構(gòu)更完整、晶界缺陷更少。較大的晶粒尺寸和較少的晶界缺陷有利于提高膜的物理強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性,這對(duì)于納濾膜的長期運(yùn)行性能至關(guān)重要。晶界缺陷的減少還可能減小膜材料中的微觀裂紋發(fā)展,提高膜的耐壓性和耐化學(xué)腐蝕能力。
通過CNF膜、GONF膜面的元素含量對(duì)比分析可知,GONF膜中O/N(3.17)相較于CNF膜(3.03)略高,且C/N偏低,表明CFGO與PVDF實(shí)現(xiàn)了有效交聯(lián),且含氧比越大,也預(yù)示膜面含氧官能團(tuán)的增多,其解離后可在一定程度增加膜面的荷電能力,促進(jìn)GONF膜的脫鹽效率增加。
更高的O/N意味著膜表面含氧官能團(tuán)的增多,這些官能團(tuán)的增加可以通過增強(qiáng)水分子與膜表面的相互作用,提高GONF膜的親水性和表面電荷密度,從而促進(jìn)膜的脫鹽效率。含氧官能團(tuán)的增多還可能提高GONF膜的抗生物附著能力,進(jìn)一步提升膜的抗污染性。