多酚单宁/亲水聚合物改性聚偏氟乙烯膜及其性能研究

发布时间：2021-09-25 13:42

　　有机滤膜有着低制造成本,高分离效率与低能耗等优点,在水处理领域应用较广,聚偏氟乙烯（PVDF）膜作为一种有机滤膜,以其高机械强度、耐高温、化学性质稳定等特性成为了其中应用较多的一员,但是它的疏水性强,容易被蛋白质、油脂等污染而失去分离作用,因此,增强PVDF膜的亲水性和抗污性具有重要的实际意义。本文以多酚单宁与聚乙烯亚胺为亲水改性材料,通过简单的表面涂覆法对原始PVDF微滤膜进行了表面亲水化改性,单宁与聚乙烯亚胺本身都具有涂覆性,而且相互之间可以发生反应,形成交联网络,能进一步增强与PVDF微滤膜之间的作用力。本文主要包含以下两个方面:首先,用聚乙烯亚胺与3-氯丙基三甲氧基硅烷对PVDF微滤膜做第一步涂覆,在膜的表面形成交联体系,这样有利于聚乙烯亚胺的涂覆;再利用单宁酸对其做第二步涂覆,进一步增强交联,提高亲水性。本文探讨了改性剂的配比与用量、涂覆改性时间、单宁酸缓冲液pH值以及改性工艺对改性膜性能的影响。通过衰减全反射傅立叶红外光谱（ATR-FTIR）和X射线光电子能谱（XPS）表征了三种改性剂之间的化学反应机理与改性膜表面的化学元素组成,通过扫面电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（... 

【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：98 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

单宁酸的化学结构

86]用单宁酸、聚乙烯亚胺与埃洛石纳米管构建三元体系增强聚偏氟乙烯膜的表面亲水性，研究结果发现，改性膜的表面水接触角降低到37.2o，纯水通量达到45.1L/m2·h，对直接蓝的阻隔率高达96%。Yang等[87]用多巴胺配合聚乙烯亚胺共同改性聚丙烯微滤膜，研究了多巴胺与聚乙烯亚胺配比、聚乙烯亚胺分子量对改性效果的影响，当聚乙烯亚胺分子量为600Da，多巴胺与聚乙烯亚胺质量分数之比为1:2时，改性效果最佳。当然，聚乙烯亚胺在重金属去除[88]、CO2气体分离[89,90]等领域也有着显著的用途。（a）L-PEI（b）B-PEI图1-2聚乙烯亚胺分子结构：（a）直链结构；（b）支化结构

151.4.1硅烷偶联剂的化学结构与性质硅烷偶联剂是人们研究最早的一种具有特殊结构的有机硅化合物，其结构通式为RnSiX（4-n），X为可水解基团，如烷氧基、酰基、氯基等，遇水则能水解，与无机物表面反应性良好；R基能与聚合物分子发生反应，其中比较常见的有氨丙基、巯丙基、环氧基、氯丙基等，图1-3是几种常见的硅烷偶联剂。硅烷偶联剂种类繁多，目前已报道的已超过100种。由于在硅烷偶联剂中，碳官能团能有机物反应，硅官能团能与无机物表面发生化学键合，所以它能将有机-无机物质偶联于一体[91-93]。图1-3几种常见的硅烷偶联剂：KH550，γ-氨丙基三乙氧基硅烷；KH590，γ-巯丙基三乙甲基硅烷；KH560，γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷1.4.2硅烷偶联剂的作用机理与应用硅烷偶联剂与基材的作用如图1-4，首先硅烷偶联剂中的可水解基团发生水解，生成硅醇，然后硅醇之间又发生脱水缩合反应生成半倍硅氧烷，其中部分硅1.4硅烷偶联剂及其在表面改性领域的应用

【参考文献】：
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本文编号：3409840