本文關(guān)鍵詞：甲殼素改性的抗污染PVDF膜的制備和性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在眾多研究和應(yīng)用的膜材料中,聚偏氟乙烯(PVDF)以其較高的機械強度、化學(xué)穩(wěn)定性和耐候性等優(yōu)點成為制備膜的理想材料。然而,PVDF有一個明顯的缺點,疏水性過強。過強的疏水性使PVDF分離膜表面能很低,表面潤濕性差,因而通量不高。在過濾水性介質(zhì)時,蛋白質(zhì)等有機物會吸附在疏水PVDF膜的表面,堵塞膜孔,造成膜污染,導(dǎo)致膜通量下降,分離性能變差,使膜壽命縮短和分離成本增加。因此,本文從膜材料的設(shè)計出發(fā),對PVDF進行了一系列親水改性以改善PVDF膜的滲透性和抗污染性能。為了提高PVD F膜的親水性,將甲殼素與PVDF共混,以DMAc/LiCl為共溶劑,采用浸沒沉淀相轉(zhuǎn)化法制備平板分離膜。研究表明在成膜過程中,甲殼素的親水性鏈段向膜表面,膜孔表面富集,使共混膜的親水性提高。甲殼素具有一定的致孔能力,隨著甲殼素含量的增加,膜的平均孔徑,孔隙率逐漸增加,這使共混膜具有較高的水通量。隨著甲殼素含量的增加,共混膜的污染阻力明顯降低,通量恢復(fù)率顯著增加,即共混膜的抗污染性有所提高。為了進一步優(yōu)化共混膜的性能,在凝固浴中加入親甲殼素的乙酸。在成膜過程中,親乙酸的甲殼素會更傾向于向膜表面和孔道表面富集,使共混膜表面上的甲殼素含量隨著凝固浴中乙酸含量的增加而增加。凝固浴中加入乙酸大大延長了膜的固化時間,使共混膜的膜孔結(jié)構(gòu)由指狀孔向海綿狀孔轉(zhuǎn)變,且孔隙率降低。隨著凝固浴中乙酸含量的增加,所制得的共混膜的親水性增強,水通量增加,通量恢復(fù)率增加,膜污染由不可逆污染向可逆污染轉(zhuǎn)化。共混膜對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌均具有一定的抑菌性。課題提出兩步法在PVDF膜表面接枝殼聚糖,使殼聚糖固定在膜表面。PVDF粉末經(jīng)堿處理后,以丙烯酸(PAA)為單體,采用自由基聚合法合成接枝共聚物PVDF-g-PAA,并采用浸沒沉淀相轉(zhuǎn)化法制備PVDF-g-PAA共聚物平板膜。利用PVDF-g-PAA平板膜表面的羧基,將殼聚糖通過酰胺化反應(yīng)共價接枝到PVDF膜表面。研究結(jié)果表明,表面接枝的殼聚糖不會明顯改變膜表面的孔結(jié)構(gòu)。而且,隨著反應(yīng)體系中殼聚糖濃度的增大,膜表面接枝的殼聚糖含量增加,PVDF-g-PAA-CTS膜的親水性增加。在滲透過程中,PVDF-g-PAA-CTS膜的純水通量增大,通量恢復(fù)率達91.2%,明顯高于純PVDF膜的通量恢復(fù)率。通過細菌培養(yǎng)發(fā)現(xiàn),PVDF-g-PAA-CTS膜抑菌性隨殼聚糖接枝率的增大而增強,且最大抑菌率達到89.6%。
【關(guān)鍵詞】：聚偏氟乙烯 甲殼素 殼聚糖 抗污染 抗菌
【學(xué)位授予單位】：天津工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ051.893
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-26
• 1.1 膜分離技術(shù)10
• 1.2 膜污染及其分類10-12
• 1.2.1 有機污染11
• 1.2.2 生物污染11
• 1.2.3 無機污染11-12
• 1.3 膜材料的親水化改性12-15
• 1.3.1 共混改性12-13
• 1.3.2 表面涂覆改性13
• 1.3.3 化學(xué)接枝改性13
• 1.3.4 臭氧化接枝改性13-14
• 1.3.5 紫外光引發(fā)接枝改性14
• 1.3.6 等離子體接枝改性14
• 1.3.7 高能輻射接枝改性14-15
• 1.3.8 原子轉(zhuǎn)移自由基(ATRP)聚合接枝改性15
• 1.4 甲殼素概述15-17
• 1.4.1 甲殼素的物理性質(zhì)16
• 1.4.2 甲殼素的溶解性16-17
• 1.5 殼聚糖概述17-19
• 1.5.1 殼聚糖的物理性質(zhì)18
• 1.5.2 殼聚糖的溶解性18-19
• 1.6 甲殼素與殼聚糖的化學(xué)性質(zhì)19-21
• 1.6.1 O-酰化和N-�；�19
• 1.6.2 含氧無機酸酯化19-20
• 1.6.3 醚化20
• 1.6.4 N-烷基化20
• 1.6.5 氧化20
• 1.6.6 接枝共聚20-21
• 1.6.7 交聯(lián)21
• 1.7 甲殼素與殼聚糖的應(yīng)用21-23
• 1.7.1 在廢水處理中的應(yīng)用21
• 1.7.2 在醫(yī)藥中的應(yīng)用21-22
• 1.7.3 在紡織印染中的應(yīng)用22
• 1.7.4 在造紙工業(yè)中的應(yīng)用22
• 1.7.5 在食品工業(yè)中的應(yīng)用22
• 1.7.6 在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用22
• 1.7.7 在其他方面的應(yīng)用22-23
• 1.8 課題研究目的及內(nèi)容23-26
• 1.8.1 課題研究目的與意義23-24
• 1.8.2 課題研究內(nèi)容24-26
• 第二章 PVDF/CH共混膜的制備及性能研究26-44
• 2.1 實驗部分26-31
• 2.1.1 實驗藥品和試劑26
• 2.1.2 實驗主要儀器26-27
• 2.1.3 純甲殼素膜(CH)和PVDF/CH共混膜制備27-28
• 2.1.4 甲殼素分子量測試28
• 2.1.5 鑄膜液粘度測試28
• 2.1.6 膜的表征28-29
• 2.1.7 膜滲透分離性能測試29-31
• 2.2 結(jié)果與討論31-42
• 2.2.1 PVDF/CH共混膜化學(xué)結(jié)構(gòu)分析31-32
• 2.2.2 PVDF/CH共混膜結(jié)晶性分析32-33
• 2.2.3 PVDF/CH共混膜熱分析33-34
• 2.2.4 PVDF/CH共混膜表面組成分析34-36
• 2.2.5 PVDF/CH共混膜形貌分析36-38
• 2.2.6 PVDF/CH共混膜親水性分析38-39
• 2.2.7 PVDF/CH共混膜滲透分離性分析39-40
• 2.2.8 PVDF/CH共混膜抗污染性分析40-42
• 2.3 本章小結(jié)42-44
• 第三章 凝固浴組成對PVDF/CH共混膜的性能影響44-58
• 3.1 實驗部分44-47
• 3.1.1 實驗藥品和試劑44-45
• 3.1.2 實驗主要儀器45
• 3.1.3 不同凝固浴組成下的PVDF/CH共混膜的制備45-46
• 3.1.4 膜的表征46
• 3.1.5 膜滲透分離性能測試46
• 3.1.6 膜抗菌性能測試46-47
• 3.2 結(jié)果與討論47-56
• 3.2.1 共混膜表面組成分析47-50
• 3.2.2 共混膜形貌分析50-53
• 3.2.3 共混膜親水性分析53-54
• 3.2.4 共混膜滲透性分析54
• 3.2.5 共混膜抗污染性分析54-55
• 3.2.6 共混膜抗菌性分析55-56
• 3.3 本章小結(jié)56-58
• 第四章 殼聚糖接枝改性PVDF膜的制備及其性能研究58-72
• 4.1 實驗部分58-63
• 4.1.1 實驗藥品和試劑58-59
• 4.1.2 實驗主要儀器59
• 4.1.3 堿處理法合成PVDF-g-PAA共聚物59-60
• 4.1.4 PVDF-g-PAA共聚物膜制備60
• 4.1.5 PVDF-g-PAA-CTS膜制備60-61
• 4.1.6 PVDF-g-PAA共聚物表征61-62
• 4.1.7 PVDF-g-PAA-CTS膜的表征62
• 4.1.8 PVDF-g-PAA-CTS膜滲透分離性能測試62
• 4.1.9 PVDF-g-PAA-CTS膜抗菌性能測試62-63
• 4.2 結(jié)果與討論63-71
• 4.2.1 PVDF-g-PAA共聚物化學(xué)結(jié)構(gòu)分析63-65
• 4.2.2 PVDF-g-PAA-CTS膜化學(xué)結(jié)構(gòu)分析65-66
• 4.2.3 PVDF-g-PAA-CTS膜表面組成分析66-67
• 4.2.4 PVDF-g-PAA-CTS膜形貌分析67-68
• 4.2.5 PVDF-g-PAA-CTS膜親水性分析68
• 4.2.6 PVDF-g-PAA-CTS膜滲透性分析68-69
• 4.2.7 PVDF-g-PAA-CTS膜抗污染性分析69-70
• 4.2.8 PVDF-g-PAA-CTS膜抗菌性分析70-71
• 4.3 本章小結(jié)71-72
• 第五章 全文總結(jié)72-74
• 參考文獻74-80
• 碩士期間發(fā)表的論文及參加科研情況80-82
• 致謝82

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 王建華;朱利平;朱麗靜;朱寶庫;徐又一;;超臨界CO_2中兩親共聚物的合成及其對PVDF膜親水化改性[J];功能材料;2012年01期

2 魏漢輝;劉紅斌;呂曉龍;馬軍;;納米氫氧化鋁鎂改性PVDF膜性能的研究[J];膜科學(xué)與技術(shù);2009年06期

3 龐睿智;李鑫;李健生;陸莊羽;黃誠;孫秀云;王連軍;;ZrO_2納米粒子原位雜化PVDF膜的制備及其抗污染性能[J];物理化學(xué)學(xué)報;2013年12期

4 趙絲絲;相波;王作華;李義久;;添加劑對PVDF膜結(jié)構(gòu)和性能的影響[J];化學(xué)研究與應(yīng)用;2010年12期

5 黃師榮;吳國忠;曾虹燕;;LiCl添加劑對超臨界CO_2誘導(dǎo)相轉(zhuǎn)化所形成的PVDF膜結(jié)構(gòu)的影響[J];膜科學(xué)與技術(shù);2009年02期

6 ;[J];;年期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 徐又一;李建華;朱利平;朱寶庫;;苯乙烯/馬來酸酐糖基化共聚物對PVDF膜的親水化改性研究[A];2009年全國高分子學(xué)術(shù)論文報告會論文摘要集（下冊）[C];2009年

2 張維;匡正;葉超;吳鳴;楊軍;;高指向性聲頻聲源中PVDF膜換能器的阻抗匹配[A];2009年聲頻工程學(xué)術(shù)交流年會論文集[C];2009年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 謝曼曼;甲殼素改性的抗污染PVDF膜的制備和性能研究[D];天津工業(yè)大學(xué);2016年

2 王佳麗;SMA-g-PEG刷狀共聚物的合成及其對PVDF膜的親水化改性[D];內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué);2015年

  本文關(guān)鍵詞：甲殼素改性的抗污染PVDF膜的制備和性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號：464478