主被动协同抗污染超滤膜的制备与性能研究

发布时间：2020-07-01 21:39

【摘要】：研制抗污染膜表面是解决膜污染的最根本途径。本文以表面偏析为平台技术,在超滤膜表面构建了基于被动污染抵御、污染驱除和主动抗菌的主被动协同抗污染机制,解决单一的被动抗污染机制或主动抗菌机制难以有效抵御膜表面生物污染的问题,以期提升水处理膜的抗菌和抗污染性能。主要研究工作总结如下:首先,基于强制表面偏析构建兼具污染抵御、污染驱除和接触杀菌的主被动协同抗污染机制。通过自由基聚合的方法制备含有含氟低表面能链段甲基丙烯酸六氟丁酯(PHFBM)、亲水链段甲基丙烯酸聚乙二醇酯(PEGMA)和抗菌性季铵盐链段甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(PMTAC)的两亲性类嵌段共聚物PHFBM-PEGMA-PMTAC,系统地考察了此两亲性多功能添加剂对膜表面化学组成、亲水性、表面能和抗菌抗污染性能的影响。研究表明,PVDF/PHFBM-PEGMA-PMTAC膜具备优良的抗菌和抗污染性能。油水乳化液分离过程中,通量衰减率低于10%,通量恢复率接近100%。对大肠杆菌的抗菌率接近100%。其次,基于协同表面偏析构建兼具污染抵御、污染驱除和释放杀菌的主被动协同抗污染机制。通过自由基聚合和季铵化反应制备具有含氟低表面能链段甲基丙烯酸六氟丁酯(PHFBM)、亲水性两性离子链段甲基丙烯酸羧基甜菜碱(PCBMA)的两亲性嵌段共聚物(PHFBM-PCBMA),与原位还原生成的无机纳米银颗粒通过配位作用共同作为添加剂,系统地考察了两亲性共聚物-无机纳米银颗粒复合添加剂膜表面化学组成、表面能和抗菌抗污染性能的改性效果。研究结果表明,PVDF/PHFBM-PCBMA/Ag 5%膜具备良好的抗菌和抗污染性能。油水乳化液分离过程中,通量衰减率低于5%,通量恢复率接近100%。对大肠杆菌的抗菌率接近100%,并且抑菌圈明显。最后,基于协同表面偏析构建兼具污染抵御、污染驱除和接触杀菌、释放杀菌的主被动协同抗污染机制。通过自由基聚合制备具有含氟低表面能链段PHFBM、亲水性甲基丙烯酸链段PMAA和季铵盐链段PMTAC的两亲性嵌段共聚物PHFBM-PMAA-PMTAC,与原位还原生成的无机纳米银颗粒通过配位作用作为复合添加剂,考察其对PVDF膜表面化学组成、表面能和抗菌抗污染性能的改性效果。研究表明,PVDF/PHFBM-PMAA-PMTAC/Ag 5%膜具备良好的抗菌抗污染性能。油水乳化液分离过程中,通量衰减率低于5%,通量恢复率接近100%。对大肠杆菌的抗菌率接近100%,并且同时具备接触杀菌和释放杀菌性能。
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ051.893
【图文】：

3.1 PVDF/PHFBM-PEGMA-PMTAC 膜的制备按照 2.2.1 所述膜的制备过程，以 NMP 为溶剂，铸膜液中膜材料 PVDF剂 PHFBM-PEGMA-PMTAC、溶剂 NMP 的质量分数分别为 16%、8%、7过传统的非溶剂诱导相转化法（NIPS）制备 PVDF/PHFBM-PEGMA-PM滤膜。按照相同质量配比和制备过程制得 PVDF/PBMA-PEGMA-PMTADF/PHFBM-PEGMA 以及空白膜 PVDF/PEG4000 作为对照组。3.2 PVDF/PHFBM-PEGMA-PMTAC 膜的表征.2.1 膜表面和断面结构本实验 PVDF 空白膜和改性膜由 NIPS 法制得，表面和断面形貌如图 3看出空白膜和改性膜均呈现典型的非对称结构，由致密多孔皮层、多孔亚层孔支撑层构成，表明两亲性共聚物的添加对 PVDF 的成膜性能没有明显影

因而表现出较低的抗菌性能。所有测试结果表同抗污染 PVDF/PHFBM-PEGMA-PMTAC 膜同时具有性能，有望解决膜法水处理过程中的膜污染问题。图 3-6 油水乳化液三次循环过滤过程中通量变化曲线ime-dependent permeate flux variations during three-cycle filtratiemulsion0 50 100 150 200 250 30020406080100120140luxFL/m(2)hTime (min)PVDF/PEG4000PVDF/PBMA-PEGMA-PMTACPVDF/PHFBM-PEGMA-PMTACPVDF/PHFBM-PEGMA

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 薛钢;;感悟瞬间[J];故事家(微型经典故事);2012年11期

2 ;抗污染除烟器[J];中国对外贸易;2000年06期

3 李春霞;;林网绿地抗污染功能探析[J];安徽林业;2006年04期

4 陈德玉;能抗污染的植物[J];劳动安全与健康;2000年07期

5 ;神奇的抗污染食物[J];晚报文萃;2008年09期

6 李强;万岳鹏;孙永;龚盛昭;;浅析抗污染发用洗护产品发展新趋势[J];香料香精化妆品;2017年06期

7 杜绍财;张瑞;李俊强;魏来;;尿苷酶在丙型肝炎病毒逆转录-抗污染-联体聚合酶链反应中的应用[J];北京大学学报(医学版);2007年04期

8 ;抗污染树木[J];山东林业科技;2003年01期

9 杜绍财,吴娟,张敏,刘峰,韩建德;脱氧尿嘧啶核苷酸掺入量对尿苷酶抗污染效果的影响[J];临床检验杂志;2001年06期

10 李莉,方平;抗污染的10种绿化树[J];绿化与生活;2000年04期

相关会议论文 前10条

1 谢春玲;;抗污染膜技术和钢铁应用[A];2013年全国冶金节水与废水利用技术研讨会文集[C];2013年

2 朱列平;刘向东;田华;杨瑜芳;;东丽最新的抗污染膜分离技术在污水资源化中的应用[A];第三届膜分离技术在冶金工业中应用研讨会论文集[C];2009年

3 王汉领;;抗污染改性反渗透膜片的性能研究[A];2015年中国家用电器技术大会论文集[C];2015年

4 朱颖;;选择抗污染植物进行城市园林绿化建设[A];生态学与全面·协调·可持续发展——中国生态学会第七届全国会员代表大会论文摘要荟萃[C];2004年

5 张铭云;陈洁;贾瑞清;芦继霞;;油液抗污染磨损试验机及油液抗污染磨损性能评定方法的研究[A];第三届全国青年摩擦学学术会议论文集[C];1995年

6 朱列平;刘向东;田华;杨瑜芳;;东丽最新的抗污染膜分离技术在污水资源化中的应用[A];全国冶金节水与废水利用技术研讨会文集[C];2009年

7 蔡健健;周守勇;薛爱莲;张艳;李梅生;赵宜江;邢卫红;;聚偏氟乙烯/凹凸棒石混合基质超滤膜制备及其抗污性能[A];2015年中国化工学会年会论文集[C];2015年

8 田剑临;;抗污染水处理剂的研究及应用[A];第十二届全国缓蚀剂学术讨论会论文集[C];2001年

9 邓波;杨璇璇;虞鸣;张伯武;刘忠英;陆晓峰;李景烨;;辐射接枝改性制备抗污染超滤膜的研究[A];中国核科学技术进展报告——中国核学会2009年学术年会论文集（第一卷·第8册）[C];2009年

10 苏雨;王莉莉;宇海银;;聚乙二醇在聚丙烯膜表面点击修饰及其抗污染性能研究[A];2015年全国高分子学术论文报告会论文摘要集——主题M 高分子工业[C];2015年

相关重要报纸文章 前10条

1 商金杰;山东济南 选出抗污染绿化树种[N];中国花卉报;2008年

2 科龙荐;抗污染的树种[N];江苏科技报;2003年

3 汪文;抗污染的树木[N];温州日报;2006年

4 王伟;抗污染的绿化树种[N];山西科技报;2004年

5 丁凡;抗污染食品知多少[N];中国中医药报;2008年

6 存云;抗污染的绿化树种[N];农民日报;2003年

7 李金梅;五种食物抗污染[N];医药养生保健报;2007年

8 日报通讯员 罗扬礼;齐心抗污染 保水先打“镉”[N];柳州日报;2012年

9 本报记者 姜晨怡;全民总动员：对抗污染 节能降耗[N];科技日报;2014年

10 夏民安;抗污染的8种花卉[N];中国特产报;2003年

相关博士学位论文 前10条

1 任鹏飞;基于聚磺酸甜菜碱和聚乙二醇的抗污染表面构建及其性能研究[D];浙江大学;2015年

2 李亚飞;抗污染、强稳定性纳滤膜的仿生制备及性能研究[D];天津大学;2015年

3 彭金明;抗污染、高通量多孔膜的制备及膜过程强化研究[D];天津大学;2012年

4 陈文娟;抗污染自清洁膜表面的仿生构建及油水分离过程强化研究[D];天津大学;2012年

5 刘e

本文编号：2737292