本文選題：超濾膜 + 天然辣素的衍生物　； 參考：《中國海洋大學(xué)》2014年博士論文

【摘要】：隨著人口膨脹、工業(yè)快速發(fā)展,全球面臨的安全用水問題日益嚴峻,而膜法水處理技術(shù)作為解決水源短缺的有效手段得到了快速發(fā)展,但膜污染問題增加了膜技術(shù)的應(yīng)用難度和運行成本,限制了膜技術(shù)的推廣應(yīng)用,因此解決膜污染問題一直以來都是膜科學(xué)與技術(shù)工作者共同關(guān)注的焦點。近年來,通過構(gòu)建抗菌性表面解決膜污染尤其是生物污染問題成為研究的熱點方向。本文采用含辣素衍生結(jié)構(gòu)的丙烯酰胺為抗菌材料進行抗菌膜表面的構(gòu)建,主要結(jié)論如下：首先,選用HMBA和MBHBA為抗菌材料,以AA或IA為親水性材料,采用紫外光引發(fā)的表面接枝聚合方法,分別對PES和PSf超濾膜進行改性,并探討了親水性單體對HMBA和MBHBA接枝效果、抗菌性的影響。HMBA改性后膜表面接觸角大幅度降低,從64.5。降至50。左右,而MBHBA改性后膜表面接觸角升高。HMBA的接枝率隨IA的加入有所降低,表明IA對HMBA的接枝具有抑制作用,而MBHBA的接枝率隨AA的加入則大幅度升高。改性膜表面抗污染性能出現(xiàn)巨大飛躍,IA和HMBA共聚接枝改性的超濾膜的通量恢復(fù)率可達96%,AA和MBHBA改性后膜的通量恢復(fù)率可達90%。改性后膜表面抗菌性能顯著增強,HMBA和MBHBA在膜表面的接枝率分別達到0.2和0.15以上時,對大腸桿菌的抗菌率接近100%,且與親水性單體共聚接枝時,膜表面抗菌性未發(fā)生明顯改變,表明親水性單體的加入沒有影響抗菌官能團的抗菌活性的發(fā)揮。SEM觀察膜表面大腸桿菌形態(tài)發(fā)生了明顯的塌陷,表明HMBA和MBHBA的殺菌機制為接觸殺菌。其次,采用HMBA和MBHBA合成了兩種共聚物(PHMBA和PMBHBA),然后將共聚物作為抗菌劑與PES共混,制備了三種中空纖維超濾膜(PES、PES/PHMBA和PES/PMBHBA),并進行了膜性能評價。結(jié)果表明：共聚物的加入,使膜傾向于形成更加復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu),提高了膜的孔隙率和機械強度；受PHMBA和PMBHBA的影響,改性后的膜表面的親水性也明顯變好：加入PHMBA和PMBHBA后,膜的純水通量分別從273.4L·m-2·h-1上升到298.5L·m-2·h-1和292.3L·m-2·h-1,而相應(yīng)的截留率則從71.89%升高到84.38%和82.13%,改性膜滲透通量的增加與膜的親水性、孔隙率的增加有關(guān),而截留率的增加則是由于膜孔徑變小所致。同時,相較十基膜而言,改性后超濾膜的抗污染性能和抗菌性能均有了極大的提升。為檢測改性膜的長期抗生物污染性能,本文對改性前后的超濾膜進行了為期10天的海水過濾測試實驗。改性后的超濾膜表現(xiàn)出了更好的抗污染性能,通量衰減率和通量恢復(fù)率分別在45%和67%左右,相比基膜而言(通量衰減率和通量恢復(fù)率分別在78%和34%),有明顯的提高。在大腸桿菌懸濁液中培養(yǎng)36h后,改性超濾膜表現(xiàn)出了良好的抗污染性能,且膜表面的大腸桿菌幾乎都被殺死。表明所制備的抗菌性超濾膜具有一定的長期抗生物污染性能。針對酰胺基團(肽鍵)在堿性并加熱的條件下易發(fā)生水解的情況,本文對改性前后的超濾膜進行了化學(xué)穩(wěn)定性測試。將改性后的超濾膜放入pH為14的氫氧化鈉溶液中處理數(shù)天后,接枝聚合物中的具有抗菌活性的官能團沒有損失,表明該抗菌材料具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性。
[Abstract]:In recent years , the surface contact angle of HMBA and MBHBA has been greatly increased . The results show that the graft rate of HMBA and MBHBA is up to 90 % .
The results show that the modified ultrafiltration membrane has better anti - pollution performance .
【學(xué)位授予單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TQ051.893;TU991.2
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本文編號：1936232