反滲透技術可實現無機鹽與水分子的高效分離,在海水淡化和水質處理中應用廣泛,但以聚酰胺為首的反滲透膜材料在實際運行中存在的膜污染問題會降低分離效率、增加能耗和成本,其中微生物在反滲透膜界面的沉聚和生長是引發(fā)膜污染的最大原因。研發(fā)具備抗生物污染的新型反滲透膜是當前對抗膜污染最行之有效的手段。因此本課題根據微生物在反滲透膜界面的聚集生長進程,制備了一種可同時在第一階段抵抗污染物的吸附、在第二階段抑制微生物的生長繁殖的雙功能抗生物污染反滲透膜,并分別對其“被動”防污機制和“主動”防污機制進行探討。本研究在聚酰胺復合膜（TFC）表面通過氧化聚合反應涂覆了聚多巴胺,并通過螯合和還原作用在其上原位合成了納米銅顆粒來制備一種表面改性反滲透膜。首先研究了多巴胺分別聚合0.5 h、1 h、2 h后改性膜表面基本特征和表面性質的變化。研究發(fā)現改性膜表面成功負載了多巴胺分子和以Cu²⁺、Cu~0形態(tài)存在的納米銅顆粒,且多巴胺的聚合時間越長,反滲透膜表面的峰谷結構越緊密,聚多巴胺的團聚和納米銅被包覆的程度越小,膜表面的氧氮元素比和親水性逐漸提高,改性顆粒之間的靜電排斥作用增強,粗糙度無顯著... 

【文章頁數】：80 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 膜分離技術的概述
        1.2.1 膜分離技術的簡介
        1.2.2 反滲透膜技術的基本情況
    1.3 反滲透膜技術的膜污染難題
        1.3.1 微生物污染的原因和危害
        1.3.2 緩解微生物污染的途徑和抗污染機制
        1.3.3 抗生物污染改性反滲透膜的研究進展
    1.4 多巴胺的研究現狀
        1.4.1 多巴胺的結構特性及聚合機理
        1.4.2 多巴胺在各表面改性中的應用
    1.5 納米抗菌材料的研究現狀
        1.5.1 抗菌材料的分類及作用原理
        1.5.2 納米殺菌劑在膜技術上的運用
    1.6 課題的研究意義及主要研究內容
        1.6.1 課題的研究目的和意義
        1.6.2 課題的主要研究內容和技術路線
第2章 實驗材料與方法
    2.1 實驗材料與儀器
        2.1.1 實驗材料和藥品
        2.1.2 實驗儀器和設備
        2.1.3 反滲透系統(tǒng)操作平臺
    2.2 反滲透膜表面基本性能的表征方法
        2.2.1 掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)表征
        2.2.2 紅外吸收光譜(FTIR)表征
        2.2.3 X-射線光電子能譜(XPS)表征
        2.2.4 原子力顯微鏡(AFM)表征
        2.2.5 接觸角(CA)表征
        2.2.6 膜表面Zeta電位表征
    2.3 反滲透膜傳質功能和抗污染性能的評價方法
        2.3.1 反滲透膜傳質性能的評價方法
        2.3.2 反滲透膜抗吸附功能的評價方法
        2.3.3 反滲透膜抗菌性能的評價方法
    2.4 反滲透膜抗污染機制的分析方法
        2.4.1 抵抗吸附的被動機制分析——XDLVO理論
        2.4.2 滅活細菌的主動機制分析
第3章 雙功能抗生物污染反滲透膜的制備與表征
    3.1 引言
    3.2 反滲透膜表面改性的制備方法和原理
    3.3 反滲透膜的表面性能測試與結果分析
        3.3.1 反滲透膜的表面與斷面形貌分析
        3.3.2 雙功能改性層的內部結構分析
        3.3.3 反滲透膜的表面官能團分析
        3.3.4 反滲透膜的表面化學元素分析
        3.3.5 反滲透膜的表面粗糙度分析
        3.3.6 反滲透膜的表面親疏水性分析
        3.3.7 反滲透膜的表面Zeta電勢分析
    3.4 本章小結
第4章 雙功能改性反滲透膜的抗生物污染性能研究
    4.1 引言
    4.2 反滲透膜抗有機污染物吸附的性能及機制探討
        4.2.1 反滲透膜抗有機污染物吸附的性能分析
        4.2.2 反滲透膜抵抗吸附的“被動”機制探討
    4.3 反滲透膜的抗菌性能及機制探討
        4.3.1 反滲透膜的抗菌性能分析
        4.3.2 反滲透膜滅活細菌的“主動”機制探討
    4.4 本章小結
第5章 雙功能改性反滲透膜的動態(tài)污染行為研究
    5.1 引言
    5.2 反滲透膜傳質性能的表征
    5.3 反滲透膜的動態(tài)污染實驗
        5.3.1 動態(tài)污染過程中反滲透膜通量和截留率的變化
        5.3.2 反滲透膜動態(tài)污染后的生物膜分析
    5.4 納米銅在改性聚酰胺膜上的穩(wěn)定性研究
        5.4.1 納米銅在改性聚酰胺膜上的溶解與滲漏
        5.4.2 納米銅在改性聚酰胺膜上的可再生研究
    5.5 本章小結
結論
參考文獻
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3656314