金属纳米粒子可应用于催化领域,但由于存在尺寸小、表面能高、易团聚以及在使用过程中难以回收分离等缺点,在一定程度上限制了其应用范围。因此,选择合适的纳米粒子载体显得尤为重要。由于聚偏氟乙烯(PVDF)膜材料具有较好的热稳定性和化学稳定性,且膜内大量的表面积可以为金属纳米粒子提供足够的负载位点,因此,本文将PVDF聚合物膜作为支撑材料,通过两种不同的方法在PVDF膜上负载金属钯(Pd)纳米粒子制得具有催化分离性能的复合膜。1.基膜表面涂覆半互穿网络聚合物(semi-IPN)。首先制备聚甲基丙烯酸(PMAA)微球,利用PMAA微球对PVDF粉末进行共混改性制备成膜,随后对膜进行碱处理,通过原位还原法在膜上负载Pd金属纳米粒子,得到PVDF/Pd膜,最后在膜表面涂覆一层涂层,得到具有催化分离性能的PVDF/Pd/semi-IPN复合膜。利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X-射线光电子能谱仪(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)对复合膜进行表征,并通过p-硝基苯酚的还原反应研究膜的催化性能。结果表明,Pd金属纳米粒子成功负载在膜内;在错流模式下,复合膜表面的切向流不发生反应,反应只发生在渗透流中,可以实现错流模式下反应物与产物的完全分离;催化反应转化率受反应温度和操作压力等外界条件的影响,同时也与表面涂层固含量和金属负载量等内部因素相关;制备得到的复合膜具有较好的稳定性。2.基膜表面沉积二氧化钛层。首先制备得到PVDF/Pd复合膜,然后利用多巴胺(DA)在碱性条件下的自聚合反应在膜表面涂覆一层聚多巴胺(PDA)层,通过液相沉积法将二氧化钛(Ti02)纳米粒子沉积在聚多巴胺上,制备得到PVDF/Pd/Ti02复合膜,并对复合膜进行表征测试。结果表明,随着TiO2纳米粒子沉积时间的增加,复合膜的亲水性和截留性能得到提高,抗污染能力增加;膜的催化反应发生在渗透流中,催化反应转化率与操作压力和金属负载量有关。