Page 92 - 《精细化工》2023年第12期

·2634· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 40 卷

似的特征峰，证明酸洗可有效消除模板剂干扰。值
从而大大提高了材料的渗透通量。相比于 Mg(OH) 2
–1
纳米片，PDA 纳米片得到随机分布、交错结构的连 得注意的是，1500 cm 附近归属于 PDA 的 C—N
通孔，它们之间形成了更大的膨胀孔隙，同时扩大 键的吸收峰强度略微增大，说明 PDA 已成功附着于
了 PDA 纳米片间的空隙。此外，经 BET 测试后得 基底表面 [24] ，生成了一层亲水聚合物薄层，增强了
2
到 PDA 纳米片的比表面积为 120.1524 m /g。由于 材料的亲水性能。
PDA 的强黏附性和亲水性，可达到提高纳米片表面
润湿的效果。由图 3e、f 还发现，PDA 纳米片具有
不同的尺寸，直径从几十纳米到几百纳米不等 [23] 。
由图 3 g 可看到，复合滤膜中 PDA 纳米片呈类鱼鳞
状的层次结构覆盖在基底上，纳米片之间的裂隙较
为明显。此外，由图 3h 可见纳米片之间呈相互交错
排列。
2.1.2 TEM 分析
Mg(OH) 2 纳米片和 PDA 纳米片的 TEM 如图 4

所示。 图 5 原始棉布、Mg(OH) 2 、盐酸多巴胺和 PDA 纳米片

复合滤膜的 FTIR 谱图
Fig. 5 FTIR spectra of raw cotton cloth, Mg(OH) 2 ,
dopamine hydrochloride and PDA nanosheet
composite filter membrane

2.2.2 XRD 分析
原始棉布、Mg(OH) 2 、盐酸多巴胺和 PDA 纳米
片复合滤膜的 XRD 谱图如图 6 所示。
如图 6 所示，原始棉布在 2θ=14.81°、16.39°、
22.67°和 34.49°处存在明显的特征峰。原始棉布和
PDA 纳米片复合滤膜的 XRD 特征峰基本相同，说
明 PDA 的包覆对原始棉布的晶相影响很小。在

2θ=34.47°处特征峰存在轻微的偏移，这可能是盐酸
图 4 Mg(OH) 2 纳米片（a、b）和 PDA 纳米片（c、d）
多巴胺通过离子交换反应取代了原始棉布中的阳离
TEM 图 [25]
Fig. 4 TEM images of Mg(OH) 2 nanosheets (a, b) and PDA 子所致 。在 2θ=38.08°处特征峰为 Mg(OH) 2 的主
nanosheets (c, d) 要衍射峰，而 PDA 纳米片复合滤膜在此处无特征
峰，说明酸洗后彻底除去了 Mg(OH) 2 模板剂，说明
如图 4a、b 所示，Mg(OH) 2 纳米片堆积明显，
酸洗过程可有效消除模板剂的干扰，同时保留 PDA
获得交错结构和相互连接的孔隙，孔隙较大。从图
纳米片形态。
4c、d 可以看出，PDA 纳米片显示出了较厚的形貌，
出现了一些团聚孔，同时形成了相对粗糙的表面。
PDA 纳米片比 Mg(OH) 2 纳米片更厚，孔隙更少，这种
结构更有利于破乳，这与 SEM 图（图 3）结构一致。
2.2 结构表征
2.2.1 FTIR 分析
原始棉布、Mg(OH) 2 、盐酸多巴胺和 PDA 纳米
片复合滤膜的 FTIR 谱图如图 5 所示。
–1
如图 5 所示，在 3100~3400 cm 附近的宽吸收
–1
带归因于酚羟基 O—H 的伸缩振动，2906 cm 处为

–1
脂肪族—CH 3 的对称吸收峰；1629 和 1435 cm 处 图 6 原始棉布、Mg(OH) 2 、盐酸多巴胺和 PDA 纳米片
分别为—OH 的特征峰和 C—O 键的伸缩振动峰； 复合滤膜的 XRD 谱图
–1
1060 cm 处为脂肪酸酯中 C—O—C 键的对称拉伸 Fig. 6 XRD patterns of raw cotton cloth, Mg(OH) 2 ,
dopamine hydrochloride and PDA nanosheet
吸收峰。此外，最终样品未发现任何与 Mg(OH) 2 相 composite filter membrane