两性离子聚合物对PVDF膜抗污染改性的研究

发布时间：2022-11-12 12:17

　　环境污染、水资源短缺等问题使全球经济可持续发展进入了瓶颈期,先进的膜技术由于具有分离效率高、能耗低、便于与其它技术集成等优点成为解决这些难题的有效手段之一,正受到全球的重视。聚偏氟乙烯（PVDF）膜具有机械强度高、化学性能好等优点成为较为常用的制膜材料。但纯PVDF膜表面能低,亲水性差,容易被蛋白质等污染物污染,膜性能易下降。因此,需要通过对PVDF膜进行亲水性改性。两亲性聚合物具有亲水性聚合物的优点,又能克服其在废水处理的过程中容易流失的缺陷,成为近年来膜分离技术的研究热点。而两性离子聚合物由于同时具有阳离子和阴离子基团,可以同时通过氢键水化和静电作用在膜表面形成水合层,对污染物形成强烈的位阻效应。因此,本研究的主要研究目的为设计合成新型两性离子聚合物添加剂PMMA_x-b-PSBMA_y和P（MMA_x-r-SBMA_y）,分别与PVDF共混,利用浸没沉淀相转化法制备改性PVDF膜,考察添加剂比例与凝固浴类型对制备的膜结构性能的影响。研究发现,利用ATRP法合成二嵌段聚合物PMMA_x

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 前言
    1.2 膜科学技术发展概况
    1.3 膜的定义
    1.4 膜的分类
    1.5 膜的制备
    1.6 膜污染
    1.7 PVDF膜改性技术
        1.7.1 表面改性
        1.7.2 基体改性
    1.8 课题的提出,研究思路及内容
        1.8.1 课题的提出
        1.8.2 论文的主要内容
第二章 实验部分
    2.1 实验试剂和仪器
        2.1.1 实验试剂
        2.1.2 实验仪器
    2.2 两性离子聚合物的制备
        2.2.1 通过原子转移自由基聚合的方法(ATRP)制备大分子引发剂PMMA-Br
        2.2.2 通过原子转移自由基聚合的方法(ATRP)制备两性离子聚合物PMMA_x-b-PSBMA_y
        2.2.3 通过活性自由基聚合法制备两性离子聚合物P(MMA_x-r-SBMA_y)
    2.3 两性离子共聚物的化学成分表征
        2.3.1 傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分析
        2.3.2 核磁共振氢谱(~1H-NMR)分析
    2.4 平板膜的制备
    2.5 膜结构表征及性能测试
        2.5.1 表面衰减全反射-红外光谱(ATR-FTIR)分析
        2.5.2 膜形态结构的观测
        2.5.3 膜表面张力的测定
        2.5.4 膜机械强度的测试
        2.5.5 膜表面zeta电位测试
        2.5.6 膜表面作用能的计算
        2.5.7 膜孔隙率的测定
        2.5.8 蛋白质标准曲线
        2.5.9 膜过滤实验
第三章 两性离子嵌段聚合物PMMA_x-b-PSBMA_y改性PVDF膜的性能研究
    3.1 PMMA_x-b-PSBMA_y的红外光谱(FT-IR)表征
    3.2 PMMA_x-b-PSBMA_y的核磁(~1H-NMR)表征
    3.3 改性膜的红外光谱(ATR-FTIR)表征
    3.4 PMMA_x-b-PSBMA_y/PVDF膜制备条件对膜结构性能的影响
        3.4.1 PMMA_x-b-PSBMA_y/PVDF膜制备条件对膜微结构的影响
        3.4.2 PMMA_x-b-PSBMA_y/PVDF制备条件对膜亲水性的影响
        3.4.3 PMMA_x-b-PSBMA_y/PVDF膜制备条件对膜zeta电位的影响
        3.4.4 PMMA_x-b-PSBMA_y/PVDF共混膜比对膜表面自由能的影响
    3.5 过滤实验
        3.5.1 过滤BSA蛋白质溶液
        3.5.2 过滤LYZ蛋白质溶液
    3.6 本章小结
第四章 两性离子无规共聚物P(MMA_x-r-SBMA_y)改性PVDF膜的性能研究
    4.1 P(MMA_x-r-SBMA_y)的红外表征
    4.2 P(MMA_x-r-SBMA_y)的核磁表征
    4.3 P(MMA_x-r-SBMA_y)/PVDF膜的制备及ATR-FTIR表征
    4.4 P(MMA_x-r-SBMA_y)/PVDF共混比对膜结构性能的影响
        4.4.1 P(MMA_x-r-SBMA_y)/PVDF共混比对膜微观结构的影响
        4.4.2 P(MMA_x-r-SBMA_y)/PVDF共混比对膜机械性能的影响
        4.4.3 P(MMA_x-r-SBMA_y)/PVDF共混比对膜亲水性能的影响
    4.5 凝固浴类型对膜结构性能的影响
        4.5.1 凝固浴类型对膜微观结构的影响
        4.5.2 凝固浴类型对膜机械性能的影响
        4.5.3 凝固浴类型对膜亲水性能的影响
    4.6 膜过滤实验
        4.6.1 过滤BSA蛋白质溶液
        4.6.2 过滤正十六烷溶液
    4.7 本章小结
第五章 结论与创新
    5.1 结论
    5.2 创新点
参考文献
图表目录
致谢
作者简历
研究生期间发表文章


【参考文献】：
期刊论文
[1]水污染环境现状及管理对策[J]. 肖秋月.  绿色科技. 2017(10)
[2]新型聚砜手性膜的制备及其在色氨酸手性拆分中的应用[J]. 季一兵,段飞飞,郝单单,陈建秋.  中国药科大学学报. 2017(01)
[3]聚偏氟乙烯膜亲水改性研究进展[J]. 张松峰,吴力立.  化工进展. 2016(08)
[4]相转化法制备聚砜类纳滤膜的研究现状[J]. 钟金成,张敏敏,姚勇,肖登荣,秦舒浩,陈卓.  塑料. 2015(04)
[5]相转化法聚砜膜的结构调控与亲水化改性研究综述[J]. 肖登荣,张敏敏,张凯舟,姚勇,杨敬葵,秦舒浩.  塑料工业. 2014(05)
[6]国内农业用水污染现状及防治措施[J]. 刘宇程,袁建梅,靳贤娴.  环境工程. 2014(04)
[7]两性离子在高分子膜改性及提高膜抗污染性中的研究进展[J]. 魏秀珍,孔新,王松雪,杨佳,陈金媛.  功能材料. 2014(02)
[8]MMA-co-AA两亲性共聚物对聚偏氟乙烯膜性能及微观结构的影响[J]. 陶国良,王海琴,廖小军,夏艳平.  高分子材料科学与工程. 2014(01)
[9]聚偏氟乙烯膜的共混亲水化改性研究进展[J]. 王国庆,阮文祥,廖俊斌,王建黎.  广东化工. 2013(17)
[10]PVDF中空纤维膜紫外接枝表面改性研究[J]. 项海,金丽霞,程向东,曾露,胡晓芬,刘文洪.  水处理技术. 2013(07)

硕士论文
[1]醋酸纤维素（CA）在聚氯乙烯（PVC）膜亲水化改性中的应用研究[D]. 李玉龙.东华大学 2013
[2]L-S相转化法与化学反应结合在醋酸纤维素膜制备过程中的应用[D]. 程立娜.北京工业大学 2015



本文编号：3706350