聚偏氟乙烯（PVDF）膜具有優(yōu)異的物理化學(xué)性能與分離性能,已被廣泛應(yīng)用于污水處理領(lǐng)域。但是,其表面的疏水特性易黏附有機(jī)物、微生物等污染物質(zhì),從而造成污染,降低膜的服役壽命和增加運(yùn)營(yíng)成本,所以PVDF膜的親水抗污改性研究具有重要的科學(xué)價(jià)值和實(shí)際意義。超聲波技術(shù)在聚合物合成及改性方面可以顯著增強(qiáng)反應(yīng)速度、提高反應(yīng)產(chǎn)率、調(diào)控聚合物的結(jié)構(gòu)。本文采用超聲波輔助接枝聚合技術(shù)對(duì)PVDF中空纖維膜進(jìn)行功能化改性研究,以提高其表面的親水性和抗污染性能。主要研究?jī)?nèi)容如下:采用超聲波輔助接枝聚合技術(shù)制備了丙烯酸接枝聚偏氟乙烯中空纖維膜,詳細(xì)探討了超聲時(shí)間、超聲功率、單體濃度和引發(fā)劑負(fù)載量對(duì)接枝密度的影響,優(yōu)化了AA在膜表面接枝密度的工藝條件。研究發(fā)現(xiàn),與未改性膜相比,改性膜表面的水接觸角從95.72°下降至41.40°,表明親水性顯著改善;改性膜的純水通量從245.78±18.97 L/m²·h增加至359.27±24.66 L/cm²·h;改性膜的抗污染性能也得到顯著改善,通量恢復(fù)率從52.75±2.76%增加到96.29±3.86%。采用超聲波輔助接枝聚合技術(shù)... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

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PVDF-g-PLysAA膜制備過(guò)程的示意圖

膜有良好的抗污染性能�？梢�(jiàn)，PVDF 膜表面親水性能的提高能夠顯著改善膜表面的抗污染能力。圖1-1 多巴胺和兩性離子的結(jié)構(gòu)FIG. 1-1 Structure of dopamine and zwitterion圖1-2PVDF-g-PLysAA 膜制備過(guò)程的示意圖FIG. 1-2 Schematic diagram of the PVDF-g-PLysAAmembrane preparation process1.2 聚偏氟乙烯膜的親水化改性疏水性PVDF膜易吸附相同屬性的污染物質(zhì)，從而造成膜污染，所以改善膜基體或表面的親水性進(jìn)而提高其抗污染性能是必要的。目前，PVDF膜親水性改性的方法主要分為本體改性和表面改性。1.2.1 本體改性（1）共混改性共混改性是一種操作簡(jiǎn)易、高效的改性方法。共混改性是將功能化聚合物在制膜過(guò)程中與未改性膜材料熔融共混成膜，以實(shí)現(xiàn)膜本體的功能化改性。疏水性膜的親水改性常用的親水性聚合物材料包括聚乙烯醇（PVA）[29]，聚乙烯吡咯烷酮（PVP）

膜表面發(fā)生消除反應(yīng)脫去HF形成反應(yīng)活性大的雙鍵，然后在高錳酸鉀和亞硫酸氫鈉的作用下發(fā)生雙鍵水合反應(yīng)進(jìn)而形成羥基化表面，預(yù)處理過(guò)程如圖1-3所示。Zhao[45]等將PVDF膜在5MNaOH溶液和5wt%的高錳酸鉀溶液中進(jìn)行預(yù)處理，膜表面被羥基化，從而使膜的表面活性提高。再將預(yù)處理膜置于以BIBB為引發(fā)劑，過(guò)渡金屬鹽（CuCl，CuCl2）和N-異丙基丙烯酰胺（NIPPAAm）配合物形成的催化體系中，通過(guò)ATRP法將NIPPAAm接枝到PVDF膜表面�？咕囼�(yàn)測(cè)試中，大腸桿菌在改性膜的粘附量比未改性膜減少了75%，改性膜通過(guò)蛋白吸附試驗(yàn)，水通量恢復(fù)率可達(dá)91.59%。Chen[46]等通過(guò)對(duì)PVDF膜堿處理，降低膜的表面能，再將聚乙二醇二甲基丙烯酸酯PEGDMA接枝到膜表面，獲得PVDF-g-PEGDMA的改性膜。與未改性膜相比，改性膜對(duì)牛血清白蛋白（BSA）吸附量下降約80％，膜的水接觸角降至0°。化學(xué)接枝改性使膜表面抗菌抗污染性能較優(yōu)異，但在改性中強(qiáng)堿的預(yù)處理可能會(huì)破壞PVDF膜內(nèi)部高分子鏈段結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致膜機(jī)械性能下降。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]多糖類(lèi)可食性膜的改性與應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 孫宛茹,賈仕奎,孫垚垚,韓欣成,高夢(mèng)寒,許磊.  現(xiàn)代化工. 2018(06)
[2]聚醚砜接枝聚乙烯基吡咯烷酮超濾膜的制備及其抗污染性能[J]. 樊凱,周?chē)?guó)清,楊海軍,胡鈞,侯錚遲.  輻射研究與輻射工藝學(xué)報(bào). 2018(02)
[3]納濾膜與水處理劑的聯(lián)用技術(shù)與工程實(shí)踐研究進(jìn)展[J]. 任玉苗.  水處理技術(shù). 2017(08)
[4]氨基酸修飾聚芳醚酮超濾膜的抗污染性能[J]. 侯淑華,鄭吉富,董雪.  應(yīng)用化學(xué). 2017(06)
[5]四甲基氫氧化銨改性聚偏氟乙烯一步接枝丙烯酰胺基甲基丙磺酸膜的研制[J]. 張董,郭貴寶,郝燕,安勝利,張嘉漢,閆凱波.  高分子材料科學(xué)與工程. 2016(04)
[6]膜工藝在電鍍廢水處理工程中的應(yīng)用[J]. 夏仙兵,蔡邦肖,繆佳,林建平,倪政.  環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2016(01)
[7]反滲透膜生物污染的影響因素及控制方法的研究進(jìn)展[J]. 李晨,楊禹,高鑫,侯立安.  水處理技術(shù). 2015(02)
[8]兩性離子聚合物表面改性的聚偏氟乙烯抗污染膜的制備及性能[J]. 馮霞,王倩,白靜娜,趙義平,申向,陳熙,陳莉.  高分子材料科學(xué)與工程. 2014(07)
[9]兩親性共聚物的分子設(shè)計(jì)與合成及其共混膜性能[J]. 朱利平,王建宇,朱寶庫(kù),徐又一.  高分子學(xué)報(bào). 2008(04)
[10]納米二氧化硅表面改性及輻射引發(fā)接枝GMA的研究[J]. 孫貴生,俎建華,劉新文,童龍.  輻射研究與輻射工藝學(xué)報(bào). 2007(05)

博士論文
[1]PVDF抗污染膜的研制及膜技術(shù)處理放射性廢水的研究[D]. 陳利芳.中國(guó)科學(xué)院研究生院（上海應(yīng)用物理研究所） 2015
[2]基于納米纖維的反滲透復(fù)合膜的制備及性能研究[D]. 徐國(guó)榮.北京化工大學(xué) 2014
[3]基于多巴胺自聚—組裝行為的聚合物分離膜表面修飾與性能研究[D]. 蔣金泓.浙江大學(xué) 2014
[4]常壓等離子體處理高分子材料誘導(dǎo)自由基及其引發(fā)表面改性反應(yīng)的研究[D]. 孫潔.東華大學(xué) 2011

碩士論文
[1]PVDF/多孔陶瓷復(fù)合納濾膜的制備及其應(yīng)用研究[D]. 萬(wàn)安然.華南理工大學(xué) 2016
[2]兩性離子在聚偏氟乙烯（PVDF）膜表面接枝改性的研究[D]. 周桂花.西安建筑科技大學(xué) 2013
[3]環(huán)氧化物的開(kāi)環(huán)反應(yīng)研究[D]. 劉玉衡.河北師范大學(xué) 2009



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