膜污染是制約膜技術更快發(fā)展的瓶頸之一,研制抗污染膜是解決膜污染問題的根本途徑,通過抗污染表面設計和膜結構調控,實現通量和抗污染性能同步提升尤為關鍵。本論文從多重抗污染機制的協(xié)同強化為出發(fā)點,以膜抗污染性能和滲透通量同步提升為目標,結合表面偏析、點擊化學和共混改性等策略,將環(huán)糊精（CD）及其衍生物聚輪烷（PR）引入到膜中,構建環(huán)糊精和聚輪烷改性抗污染膜,對膜的制備條件、多重結構和抗污染性能關系進行系統(tǒng)研究,并考察膜在油水分離等場合的應用特性。主要研究內容及結論如下:（1）CD改性抗污染膜的制備及其表面偏析研究。將外壁親水、內腔疏水的CD分子以“自由偏析”和“固定接枝”兩種策略引入到乙烯乙烯醇共聚物（EVAL）基膜中,構建了CD表面偏析改性膜、CD本體接枝改性膜,結合EDX、XPS等手段,通過對比實驗,探究了其表面偏析行為,考察了膜的抗污染性能和分離性能。結果表明,CD表面偏析改性膜改善了膜表面的親水性,優(yōu)化了膜的斷面通道結構,相對于純膜和本體接枝改性膜,具有較高的滲透通量和抗污染性能,這與CD的分子特性及其在膜表面形成的污染抵御機制有關。（2）PR共混改性抗污染膜的制備及其抗污染機理分析... 

【文章頁數】：117 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 膜污染概述及抗污染膜研究進展
        1.1.1 膜污染簡介
        1.1.2 抗污染膜的研究進展
    1.2 油水分離膜研究進展
        1.2.1 特殊浸潤性膜表面的構建原理
        1.2.2 超疏水/超親油油水分離材料的研究
        1.2.3 超親水/超疏油油水分離材料的研究
    1.3 點擊化學簡介
    1.4 環(huán)糊精及其衍生物簡介
        1.4.1 環(huán)糊精
        1.4.2 聚輪烷
        1.4.3 聚輪烷在膜領域的研究進展
    1.5 本課題的目的及意義、提出及主要研究內容
        1.5.1 課題的目的及意義
        1.5.2 課題主要研究內容及研究思路
第二章 環(huán)糊精改性抗污染膜的制備及其表面偏析研究
    2.1 前言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗原料
        2.2.2 實驗主要儀器及設備
        2.2.3 EVAL膜的制備
        2.2.4 CD表面偏析改性膜的制備
        2.2.5 CD本體接枝改性膜的制備
            2.2.5.1 對甲苯磺�；h(huán)糊精(β-CD-OTs)的合成
            2.2.5.2 疊氮化環(huán)糊精(β-CD-N3)的合成
            2.2.5.3 CD本體接枝改性膜的制備
    2.3 膜材料結構與性能表征
        2.3.1 紅外光譜測定
        2.3.2 核磁光譜測定
        2.3.3 膜表面形貌表征
        2.3.4 膜表面化學組成測定
        2.3.5 膜表面粗糙度測定
        2.3.6 膜表面浸潤性測定
        2.3.7 蛋白質粘附情況測定
        2.3.8 膜滲透通量測試
        2.3.9 抗污染性能評價
        2.3.10 分離性能評價
    2.4 結果與討論
        2.4.1 中間產物的結構表征
        2.4.2 CD本體接枝改性膜的分子結構表征
        2.4.3 CD在 EVAL膜中的表面偏析現象
        2.4.4 CD改性膜的微觀結構表征
        2.4.5 CD改性膜表面浸潤性研究
        2.4.6 CD改性膜表面粗糙度表征
        2.4.7 CD改性膜的滲透通量
        2.4.8 CD表面偏析改性膜的抗污染性能
        2.4.9 CD改性膜表面的蛋白質粘附情況
        2.4.10 CD表面偏析改性膜的穩(wěn)定性
    2.5 本章小結
第三章 聚輪烷共混改性抗污染膜的制備及其抗污染機理分析
    3.1 前言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗原料
        3.2.2 實驗主要儀器及設備
        3.2.3 中間原料炔氧基丁酸合成
        3.2.4 封端劑的合成
            3.2.4.1 β-CD-OTs的合成
            3.2.4.2 β-CD-N3的合成
        3.2.5 聚輪烷的制備
            3.2.5.1 炔基化分子鏈(alk-PEG4000-alk)的合成
            3.2.5.2 聚輪烷(PR)的合成
        3.2.6 聚輪烷共混改性膜的制備
        3.2.7 EVAL膜的制備
    3.3 膜材料結構與性能表征
        3.3.1 紅外光譜測定
        3.3.2 核磁共振光譜測定
        3.3.3 聚輪烷與膜的形貌表征
        3.3.4 膜表面化學組成測定
        3.3.5 膜表面粗糙度測定
        3.3.6 膜表面浸潤性測定
        3.3.7 膜滲透通量測試
        3.3.8 抗污染性能評價
        3.3.9 分離性能評價
    3.4 結果與討論
        3.4.1 聚輪烷的紅外光譜測定
        3.4.2 聚輪烷的核磁光譜表征
        3.4.3 聚輪烷的微觀結構表征
        3.4.4 聚輪烷共混改性膜微觀結構及元素分布表征
        3.4.5 聚輪烷共混改性膜表面粗糙度及浸潤性表征
        3.4.6 辛醇/EVAL膜的抗污染性能
        3.4.7 聚輪烷共混改性膜的分離性能
        3.4.8 聚輪烷共混改性膜的抗污染性能
        3.4.9 聚輪烷共混改性膜的抗污染機理分析
    3.5 本章小結
第四章 聚輪烷接枝改性抗污染膜的制備及其油水分離特性
    4.1 前言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗藥品
        4.2.2 實驗儀器設備
        4.2.3 對甲苯磺�；�-疊氮化環(huán)糊精(β-CD-N3-OTs)的制備
            4.2.3.1 對甲苯磺酰咪唑的制備
            4.2.3.2 β-CD-N3-OTs的制備
        4.2.4 疊氮化聚輪烷(PR-N3)的制備
            4.2.4.1 對甲苯磺�；圯喭镻R-OTs的制備
            4.2.4.2 PR-N3的制備
        4.2.5 炔基化EVAL的制備
        4.2.6 聚輪烷功能刷(SSPB)的制備
        4.2.7 聚輪烷接枝改性膜(EVAL-SSPB膜)的制備
        4.2.8 不同類型油水乳液樣品的制備
    4.3 膜材料結構與性能表征
        4.3.1 紅外光譜測定
        4.3.2 核磁光譜測定
        4.3.3 膜表面形貌表征
        4.3.4 膜表面化學組成測定
        4.3.5 膜表面粗糙度測定
        4.3.6 膜表面浸潤性測定
        4.3.7 光學顯微鏡分析
        4.3.8 膜滲透通量測試
        4.3.9 抗污染性能評價
        4.3.10 分離性能評價
    4.4 結果與討論
        4.4.1 合成產物的紅外光譜表征
        4.4.2 疊氮化聚輪烷核磁光譜表征
        4.4.3 聚輪烷接枝改性膜紅外光譜表征
        4.4.4 聚輪烷接枝改性膜表面XPS表征
        4.4.5 聚輪烷接枝改性膜表面EDX表征
        4.4.6 聚輪烷接枝改性膜的微觀結構表征
        4.4.7 聚輪烷接枝改性膜表面浸潤性表征
        4.4.8 聚輪烷接枝改性膜的抗污染性能
        4.4.9 聚輪烷接枝改性膜的油水分離性能
        4.4.10 聚輪烷接枝改性膜的穩(wěn)定性
    4.5 本章小結
第五章 結論與展望
    5.1 全文總結
    5.2 不足與展望
參考文獻
攻讀博士期間發(fā)表論文和參加科研情況
致謝



本文編號：3683679