Cu/SPAES/PES杂化抗菌超滤膜制备和性能表征
发布时间：2023-09-17 16:31
近年来,有研究表明纳米铜颗粒表现出优异的抗菌性能,其在开发复合材料领域有广阔的应用前景。本论文将自制的纳米铜粒子均匀分散到聚醚砜铸膜液基体中,用PVP作为致孔剂,通过浸没沉淀相转化法制备杂化超滤膜。考察纳米铜粒子的引入对膜性能的影响。室温下,用硼氢化钠水溶液还原氯化铜水溶液制备纳米铜颗粒,利用X射线衍射仪和高敏度Zata电位-粒径分析仪表征合成的粒子。将所制备的纳米铜粒子分别加入到PES和SPAES/PES中制备抗菌杂化膜。其中SPAES是磺化单体通过亲核反应制得,磺化度可控。采用扫描电子显微镜、毛细管流动孔径分析仪、表面接触角测定仪、过滤装置表征了杂化膜的形态结构和基本性能。选取牛血清蛋白和大肠杆菌作为目标污染物表征膜的抗污染性能和抗菌性能。结果表明,所制备的铜纳米粒子为直径101-127nnm的球形颗粒。随着Cu添加量的增加,杂化膜的大孔越来越少,规整的指状孔增多,膜的孔径分布范围逐渐变窄,最小的平均孔径为19nnm。杂化膜的表面亲水性也随着纳米铜的加入量的提高而提高,表面接触角由78.50下降到51.9°,纯水通量由43.3 kg/m2·h提高到218.2kg/m2·h。抗污染实...
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究目的和意义
1.2 膜分离技术的概述
1.2.1 膜分离技术简介
1.2.2 膜分离技术的分类
1.2.3 膜分离技术的国内外发展
1.3 膜污染研究
1.3.1 膜污染原理
1.3.2 膜的结构对膜污染的影响
1.3.3 膜污染物质的种类
1.4 超滤膜的抗污染研究
1.4.1 超滤膜的亲水改性研究
1.4.2 膜的抗菌性能研究
1.5 课题的提出与主要研究内容
1.5.1 课题的提出
1.5.2 主要研究内容
2 Cu/PES杂化超滤膜的制备及性能表征
2.1 实验仪器
2.2 实验材料
2.3 Cu/PES杂化超滤膜的制备
2.3.1 Cu纳米粒子的制备
2.3.2 Cu/PES杂化超滤膜的制备
2.4 纳米铜(Cu)的表征
2.4.1 纳米粒子XRD表征
2.4.2 铜(Cu)粒子的粒径分析
2.5 Cu/PES杂化超滤膜的性能表征
2.5.1 铸膜液粘度表征
2.5.2 膜的超临界干燥
2.5.3 膜断面结构表征
2.5.4 膜的纯水通量测定
2.5.5 铜(Cu)粒子流失率的测定
2.6 结果与讨论
2.6.1 纳米铜(Cu)的XRD表征
2.6.2 纳米铜(Cu)的粒径分析
2.6.3 铸膜液粘度分析
2.6.4 Cu/PES杂化超滤膜的纯水通量分析
2.6.5 Cu/PES杂化超滤膜的形态分析
2.6.6 Cu/PES杂化超滤膜Cu的流失率分析
2.7 本章小结
3 Cu/SPAES/PES杂化超滤膜的制备及性能表征
3.1 引言
3.2 实验仪器
3.3 实验材料
3.4 Cu/SPAES/PES杂化超滤膜的制备
3.4.1 磺化聚芳醚砜(SPAES)的合成
3.4.2 Cu/SPAES/PES杂化超滤膜的制备
3.5 Cu/SPAES/PES超滤膜的性能表征
3.5.1 铸膜液粘度表征
3.5.2 膜的超临界干燥
3.5.3 膜的接触角表征
3.5.4 膜的形态表征
3.5.5 膜的纯水通量和截留率的测定
3.5.6 膜的热重分析
3.5.7 膜的孔径分析
3.5.8 铜(Cu)流失率的测定
3.6 结果与讨论
3.6.1 铸膜液粘度分析
3.6.2 Cu/SPAES/PES杂化超滤膜表面接触角分析
3.6.3 Cu/SPAES/PES杂化超滤膜的孔径分析
3.6.4 Cu/SPAES/PES杂化超滤膜的纯水通量和BSA截留率的分析
3.6.5 Cu/SPAES/PES杂化超滤膜的形态分析
3.6.6 膜的热重分析
3.6.7 Cu/SPAES/PES杂化超滤膜的Cu的流失率的分析
3.7 本章小结
4 Cu/SPAES/PES杂化超滤膜的抗污染和抗菌性能研究
4.1 实验仪器
4.2 实验材料
4.3 膜抗污染性能表征
4.4 膜的抗菌性能表征
4.4.1 抑菌圈测试法
4.4.2 抑菌率测试法
4.5 结果与讨论
4.5.1 Cu/SPAES/PES杂化超滤膜的抗污染性能分析
4.5.2 Cu/SPAES/PES杂化超滤膜的抗菌性能分析
4.6 本章小结
5 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
致谢
参考文献
附录
本文编号：3847795
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题研究目的和意义
1.2 膜分离技术的概述
1.2.1 膜分离技术简介
1.2.2 膜分离技术的分类
1.2.3 膜分离技术的国内外发展
1.3 膜污染研究
1.3.1 膜污染原理
1.3.2 膜的结构对膜污染的影响
1.3.3 膜污染物质的种类
1.4 超滤膜的抗污染研究
1.4.1 超滤膜的亲水改性研究
1.4.2 膜的抗菌性能研究
1.5 课题的提出与主要研究内容
1.5.1 课题的提出
1.5.2 主要研究内容
2 Cu/PES杂化超滤膜的制备及性能表征
2.1 实验仪器
2.2 实验材料
2.3 Cu/PES杂化超滤膜的制备
2.3.1 Cu纳米粒子的制备
2.3.2 Cu/PES杂化超滤膜的制备
2.4 纳米铜(Cu)的表征
2.4.1 纳米粒子XRD表征
2.4.2 铜(Cu)粒子的粒径分析
2.5 Cu/PES杂化超滤膜的性能表征
2.5.1 铸膜液粘度表征
2.5.2 膜的超临界干燥
2.5.3 膜断面结构表征
2.5.4 膜的纯水通量测定
2.5.5 铜(Cu)粒子流失率的测定
2.6 结果与讨论
2.6.1 纳米铜(Cu)的XRD表征
2.6.2 纳米铜(Cu)的粒径分析
2.6.3 铸膜液粘度分析
2.6.4 Cu/PES杂化超滤膜的纯水通量分析
2.6.5 Cu/PES杂化超滤膜的形态分析
2.6.6 Cu/PES杂化超滤膜Cu的流失率分析
2.7 本章小结
3 Cu/SPAES/PES杂化超滤膜的制备及性能表征
3.1 引言
3.2 实验仪器
3.3 实验材料
3.4 Cu/SPAES/PES杂化超滤膜的制备
3.4.1 磺化聚芳醚砜(SPAES)的合成
3.4.2 Cu/SPAES/PES杂化超滤膜的制备
3.5 Cu/SPAES/PES超滤膜的性能表征
3.5.1 铸膜液粘度表征
3.5.2 膜的超临界干燥
3.5.3 膜的接触角表征
3.5.4 膜的形态表征
3.5.5 膜的纯水通量和截留率的测定
3.5.6 膜的热重分析
3.5.7 膜的孔径分析
3.5.8 铜(Cu)流失率的测定
3.6 结果与讨论
3.6.1 铸膜液粘度分析
3.6.2 Cu/SPAES/PES杂化超滤膜表面接触角分析
3.6.3 Cu/SPAES/PES杂化超滤膜的孔径分析
3.6.4 Cu/SPAES/PES杂化超滤膜的纯水通量和BSA截留率的分析
3.6.5 Cu/SPAES/PES杂化超滤膜的形态分析
3.6.6 膜的热重分析
3.6.7 Cu/SPAES/PES杂化超滤膜的Cu的流失率的分析
3.7 本章小结
4 Cu/SPAES/PES杂化超滤膜的抗污染和抗菌性能研究
4.1 实验仪器
4.2 实验材料
4.3 膜抗污染性能表征
4.4 膜的抗菌性能表征
4.4.1 抑菌圈测试法
4.4.2 抑菌率测试法
4.5 结果与讨论
4.5.1 Cu/SPAES/PES杂化超滤膜的抗污染性能分析
4.5.2 Cu/SPAES/PES杂化超滤膜的抗菌性能分析
4.6 本章小结
5 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
致谢
参考文献
附录
本文编号：3847795
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