發(fā)布時(shí)間：2020-05-07 21:20

【摘要】：PVDF因其良好的化學(xué)穩(wěn)定性、高機(jī)械強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性而被廣泛用于膜技術(shù)。然而,與其他膜一樣,PVDF膜也易受膜污染并導(dǎo)致膜通量的下降和使用壽命的降低。一旦膜污染形成,膜污垢將很難去除,并將對(duì)膜造成不可挽回的損害。因此,制備一種具有優(yōu)異抗菌和防污性能的復(fù)合膜具有重要意義。在過(guò)去的幾十年中,研究人員嘗試了許多不同的改性方法來(lái)制備不同的抗菌膜,如共混、化學(xué)接枝、涂覆和界面聚合等。同時(shí),抑菌劑的選擇也很多,主要分為有機(jī)抑菌劑和無(wú)機(jī)抑菌劑,但是無(wú)機(jī)抑菌劑因其容易流失的缺點(diǎn)而無(wú)法被廣泛應(yīng)用在膜改性領(lǐng)域,因此,一些研究人員開(kāi)始把關(guān)注重點(diǎn)轉(zhuǎn)向有機(jī)抑菌劑。本文選用的超支化聚酰胺-胺(HPAMAM)具有特殊的超支化結(jié)構(gòu)和大量的端胺基團(tuán),且相較于具有高度對(duì)稱結(jié)構(gòu)的樹(shù)枝狀大分子來(lái)說(shuō),它們具有相似的性能,但HPAMAM的制備方法更簡(jiǎn)單方便,生產(chǎn)成本更低。因此在膜改性領(lǐng)域具有很好的前景。本文采用界面聚合法,選用了超支化聚酰胺-胺(HPAMAM)作為水相與有機(jī)相均苯三甲酰氯(TMC)在膜表面進(jìn)行反應(yīng)以制備抑菌型PVDF復(fù)合膜,以期新制備的PVDF復(fù)合膜表面上大量的富余的胺基可以有效地提高膜的抗菌性能。同時(shí),由TMC產(chǎn)生的羧基可以和胺基形成混合電位的膜表面,有效提高膜抗污染能力。首先,本研究對(duì)HPAMAM進(jìn)行了紅外表征和核磁表征以確定其化學(xué)結(jié)構(gòu),同時(shí)還通過(guò)最小抑菌濃度實(shí)驗(yàn)對(duì)其進(jìn)行了抑菌性測(cè)試。進(jìn)而,采用界面聚合法制備了PVDF復(fù)合膜,為了確定所制備的復(fù)合膜具有較好的性能,對(duì)其進(jìn)行了截留率和水通量測(cè)試發(fā)現(xiàn)當(dāng)有機(jī)相TMC濃度為0.2wt%時(shí)制備的復(fù)合膜最優(yōu)。然后,將選出的T2組復(fù)合膜進(jìn)行進(jìn)一步的化學(xué)結(jié)構(gòu)和抗污抗菌性能的表征。本文通過(guò)紅外(ATR-FTIR)、水接觸角(CA)、膜機(jī)械強(qiáng)度和膜表面Zeta電位確定了膜改性前后的膜表面化學(xué)組成、親水性以及Zeta電位的變化,發(fā)現(xiàn)通過(guò)改性后膜表面化學(xué)組成發(fā)生了改變且所有改性膜的膜表面親水性明顯提高,膜表面等電點(diǎn)上升。并通過(guò)掃描電鏡(SEM)、原子力顯微鏡(AFM)觀察了膜改性前后的膜表面和孔徑的微觀結(jié)構(gòu)變化。改性后PVDF復(fù)合膜的孔徑減小且膜表面粗糙度降低,且隨著水相濃度的提高兩者都隨之降低。最后通過(guò)抑菌圈實(shí)驗(yàn)和蛋白質(zhì)污染實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),改性后的PVDF復(fù)合膜具有優(yōu)良的抗污和抗菌性能。
【圖文】：

圖 1.1 不同濾膜的過(guò)濾性能對(duì)比圖膜其具有種類多樣、性能多樣以及制備簡(jiǎn)便等機(jī)復(fù)合膜材料包括醋酸纖維素（CA）、聚偏氟砜（PE）、聚醚砜（PES）、聚苯乙烯（PS）

圖 2.1 相轉(zhuǎn)化法的成膜原理圖浸沒(méi)沉淀相轉(zhuǎn)換法制備 PVDF 微孔濾膜需要用到的儀器主要包括刮膜機(jī)（如圖 2示為實(shí)驗(yàn)室用手動(dòng)刮膜機(jī)）、恒溫水浴箱以及真空干燥箱。本研究課題選用的成膜原主要為干燥的白色粉末狀 PVDF 試劑，同時(shí)其它材料還有具有成孔劑作用的 PVP（聚
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TQ051.893

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本文編號(hào)：2653562