SI-eATRP方法改性聚醚砜膜及抗污染性能的研究
发布时间：2021-11-01 11:08
SI-e ATRP是一种简单、可控性强的制备聚合物刷的方法。本论文基于SI-e ATRP的方法制备改性聚醚砜（PES）膜,从而改善膜的亲水性和抗污染性,主要包括以下几部分内容:（1）采用SI-e ATRP技术在聚醚砜膜上引发丙烯酸钠聚合,构筑离子型功能膜表面。详细考察了反应条件包括改性剂（PES-NH2）含量、电化学引发接枝时间、电化学还原电位以及单体浓度对聚合程度的影响。实验结果表明接枝时间对接枝率有明显影响,但是在聚合1小时后,接枝率无明显变化;CV曲线可以获得最佳还原电位,若外加电位低于或高于最佳还原电位,接枝率都会降低;另外单体浓度不宜太低,由于接枝反应并非是全溶液状态,单体与膜表面相互作用较弱,如果再降低单体浓度,势必严重影响聚合程度;液-液相转化共混成膜时,改性剂含量为2%最为适宜,增加改性剂含量使膜孔结构坍塌,造成膜表面的不完整性,降低改性剂含量会影响改性效果。（2）通过SI-e ATRP方法在PES膜表面接枝亲水性的PAANa、PVP和PSSNa分子刷,通过控制接枝顺序和电解液中的单体种类,在膜表面构造均聚物、嵌段共聚物和无规共聚物。压汞结果和断面...
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.1.1 膜分离概述
1.1.2 聚合物膜的分离原理和分类
1.1.3 高分子膜材料的制备方法与结构控制
1.1.4 聚醚砜膜概述
1.2 聚醚砜膜的改性
1.2.1 浓差极化和膜污染
1.2.2 膜表面性质和孔结构
1.2.3 共混改性
1.2.4 涂覆改性
1.2.5 本体改性
1.2.6 接枝改性
1.3 原子转移自由基聚合(ATRP)
1.3.1 可控/“活性”自由基聚合概述
1.3.2 原子转移自由基聚合(ATRP)的原理
1.3.3 表面引发原子转移自由基聚合(SI-ATRP)
1.3.4 SI-eATRP的机理和研究现状
1.4 课题主要研究内容及意义
第2章 SI-eATRP构筑离子型聚醚砜功能膜表面
2.1 前言
2.2 实验部分
2.2.1 化学试剂与实验仪器
2.2.2 聚醚砜纯膜的制备
2.2.3 膜表面引发剂的固定
2.2.4 丙烯酸钠的合成
2.2.5 SI-eATRP接枝丙烯酸钠
2.2.6 膜的表面表征
2.2.7 接枝率的计算
2.2.8 膜的亲水性和水通量测试
2.3 结果与讨论
2.3.1 还原电位的确定
2.3.2 反应条件对接枝率的影响
2.3.3 膜表面元素分析
2.3.4 膜表面形貌分析
2.3.5 反应条件对接枝形貌的影响
2.3.6 亲水性和通量性能分析
2.4 小结
第3章 SI-eATRP构筑嵌段及无规型聚醚砜功能膜表面
3.1 前言
3.2 实验部分
3.2.1 化学试剂与实验仪器
3.2.2 聚醚砜纯膜的制备
3.2.3 膜表面引发剂的固定
3.2.4 SI-eATRP构筑均聚、嵌段及无规聚醚砜膜表面
3.2.5 膜的表征
3.2.6 膜的超滤性能测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 还原电位的确定
3.3.2 膜表面元素分析
3.3.3 膜的表面形貌
3.3.4 膜的孔结构和孔隙率分析
3.3.5 膜的亲水性分析
3.3.6 膜的超滤性能分析
3.4 小结
第4章 SI-eATRP构筑温敏聚醚砜膜及抗污染性能的研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 化学试剂与实验仪器
4.2.2 引发剂的固定
4.2.3 SI-eATRP构筑温敏聚醚砜膜
4.2.4 膜的表征
4.2.5 孔隙率测试
4.2.6 膜的超滤性能测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 还原电位的确定
4.3.2 膜表面元素分析
4.3.3 膜表面形貌分析
4.3.4 膜的亲水性分析
4.3.5 膜的温敏性分析
4.3.6 温度对膜孔隙率的影响
4.3.7 温度对膜超滤性能的影响
4.4 小结
第5章 SI-eATRP仿生改性聚醚砜膜及抗污染性能的研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 化学试剂与实验仪器
5.2.2 引发剂的固定
5.2.3 SI-eATRP无规接枝MPC和GMA
5.2.4 多肽REDV的固定
5.3 结果与讨论
5.3.1 膜表面元素分析
5.3.2 膜表面形貌分析
5.3.3 膜的亲水性分析
5.3.4 膜的超滤性能分析
5.4 小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
附录A 攻读硕士学位期间发表或接收的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]多壁碳纳米管-聚醚砜复合膜净化法快速测定食品中15种农药残留[J]. 何亚荟,王亮,王静. 食品科学. 2017(18)
[2]外界刺激调控的表面引发原子转移自由基聚合[J]. 李斌,于波,叶谦,周峰. 化学进展. 2015(Z1)
[3]浅析中水回用技术[J]. 王伟,李静. 应用能源技术. 2011(04)
[4]PES/PAN膜在MBR中膜污染机理及抗污染性能[J]. 邱恒,汪永辉,薛罡,刘振鸿,闵浩,和金. 环境科学与技术. 2010(09)
[5]正向渗透膜分离技术在水处理中的应用研究进展[J]. 崔迎,顾玲,吴国旭. 中国给水排水. 2010(14)
[6]浸没凝胶相转化制备聚合物膜的孔结构及其形成机理[J]. 左丹英,曾友国,徐又一. 高分子通报. 2008(04)
[7]膜分离技术在石油化工领域的应用进展[J]. 王保国,吕宏凌,杨毅. 石油化工. 2006(08)
[8]膜分离技术在菠萝汁澄清中的应用研究[J]. 陈渝,李远志,侯小桢. 食品工业科技. 2005(09)
[9]相转化法聚合物/溶剂/非溶剂铸膜体系的热力学计算[J]. 魏永明,杨晓天,许振良. 南京工业大学学报(自然科学版). 2005(02)
[10]ATRP法制备两亲性嵌段共聚物的研究[J]. 华曼,陈明清,刘晓亚,杨成. 高分子学报. 2004(05)
博士论文
[1]无机材料对超滤/纳滤膜性能的改进研究[D]. 吴慧青.复旦大学 2013
[2]季铵化聚芳醚砜酮纳滤膜及阴离子交换膜的研究[D]. 颜春.大连理工大学 2007
[3]热致相分离法制备EVOH微孔膜的基础研究[D]. 吕睿.复旦大学 2006
[4]聚烯烃中空纤维膜结构及其气体分离性能的研究[D]. 王建黎.浙江大学 2002
硕士论文
[1]聚醚砜中空纤维的制备及亲水性改性[D]. 张伟国.苏州大学 2014
[2]支撑液膜萃取回收高浓度煤气化含酚废水研究[D]. 杜子威.哈尔滨工业大学 2013
[3]聚醚砜超滤膜的制备及其改性研究[D]. 黄阳.东华大学 2009
[4]微纳纤维素/聚砜复合超滤膜材料的制备及性能研究[D]. 陈国伟.北京林业大学 2008
[5]聚醚砜-聚硅氧烷嵌段共聚物的合成及其性能研究[D]. 杨金胜.吉林大学 2005
[6]聚醚型聚氨酯改性聚醚砜中空纤维膜的制备及其在中药丹参有效成分分离中的应用[D]. 谢宇梅.四川大学 2001
本文编号：3470006
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
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摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.1.1 膜分离概述
1.1.2 聚合物膜的分离原理和分类
1.1.3 高分子膜材料的制备方法与结构控制
1.1.4 聚醚砜膜概述
1.2 聚醚砜膜的改性
1.2.1 浓差极化和膜污染
1.2.2 膜表面性质和孔结构
1.2.3 共混改性
1.2.4 涂覆改性
1.2.5 本体改性
1.2.6 接枝改性
1.3 原子转移自由基聚合(ATRP)
1.3.1 可控/“活性”自由基聚合概述
1.3.2 原子转移自由基聚合(ATRP)的原理
1.3.3 表面引发原子转移自由基聚合(SI-ATRP)
1.3.4 SI-eATRP的机理和研究现状
1.4 课题主要研究内容及意义
第2章 SI-eATRP构筑离子型聚醚砜功能膜表面
2.1 前言
2.2 实验部分
2.2.1 化学试剂与实验仪器
2.2.2 聚醚砜纯膜的制备
2.2.3 膜表面引发剂的固定
2.2.4 丙烯酸钠的合成
2.2.5 SI-eATRP接枝丙烯酸钠
2.2.6 膜的表面表征
2.2.7 接枝率的计算
2.2.8 膜的亲水性和水通量测试
2.3 结果与讨论
2.3.1 还原电位的确定
2.3.2 反应条件对接枝率的影响
2.3.3 膜表面元素分析
2.3.4 膜表面形貌分析
2.3.5 反应条件对接枝形貌的影响
2.3.6 亲水性和通量性能分析
2.4 小结
第3章 SI-eATRP构筑嵌段及无规型聚醚砜功能膜表面
3.1 前言
3.2 实验部分
3.2.1 化学试剂与实验仪器
3.2.2 聚醚砜纯膜的制备
3.2.3 膜表面引发剂的固定
3.2.4 SI-eATRP构筑均聚、嵌段及无规聚醚砜膜表面
3.2.5 膜的表征
3.2.6 膜的超滤性能测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 还原电位的确定
3.3.2 膜表面元素分析
3.3.3 膜的表面形貌
3.3.4 膜的孔结构和孔隙率分析
3.3.5 膜的亲水性分析
3.3.6 膜的超滤性能分析
3.4 小结
第4章 SI-eATRP构筑温敏聚醚砜膜及抗污染性能的研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 化学试剂与实验仪器
4.2.2 引发剂的固定
4.2.3 SI-eATRP构筑温敏聚醚砜膜
4.2.4 膜的表征
4.2.5 孔隙率测试
4.2.6 膜的超滤性能测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 还原电位的确定
4.3.2 膜表面元素分析
4.3.3 膜表面形貌分析
4.3.4 膜的亲水性分析
4.3.5 膜的温敏性分析
4.3.6 温度对膜孔隙率的影响
4.3.7 温度对膜超滤性能的影响
4.4 小结
第5章 SI-eATRP仿生改性聚醚砜膜及抗污染性能的研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 化学试剂与实验仪器
5.2.2 引发剂的固定
5.2.3 SI-eATRP无规接枝MPC和GMA
5.2.4 多肽REDV的固定
5.3 结果与讨论
5.3.1 膜表面元素分析
5.3.2 膜表面形貌分析
5.3.3 膜的亲水性分析
5.3.4 膜的超滤性能分析
5.4 小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
附录A 攻读硕士学位期间发表或接收的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]多壁碳纳米管-聚醚砜复合膜净化法快速测定食品中15种农药残留[J]. 何亚荟,王亮,王静. 食品科学. 2017(18)
[2]外界刺激调控的表面引发原子转移自由基聚合[J]. 李斌,于波,叶谦,周峰. 化学进展. 2015(Z1)
[3]浅析中水回用技术[J]. 王伟,李静. 应用能源技术. 2011(04)
[4]PES/PAN膜在MBR中膜污染机理及抗污染性能[J]. 邱恒,汪永辉,薛罡,刘振鸿,闵浩,和金. 环境科学与技术. 2010(09)
[5]正向渗透膜分离技术在水处理中的应用研究进展[J]. 崔迎,顾玲,吴国旭. 中国给水排水. 2010(14)
[6]浸没凝胶相转化制备聚合物膜的孔结构及其形成机理[J]. 左丹英,曾友国,徐又一. 高分子通报. 2008(04)
[7]膜分离技术在石油化工领域的应用进展[J]. 王保国,吕宏凌,杨毅. 石油化工. 2006(08)
[8]膜分离技术在菠萝汁澄清中的应用研究[J]. 陈渝,李远志,侯小桢. 食品工业科技. 2005(09)
[9]相转化法聚合物/溶剂/非溶剂铸膜体系的热力学计算[J]. 魏永明,杨晓天,许振良. 南京工业大学学报(自然科学版). 2005(02)
[10]ATRP法制备两亲性嵌段共聚物的研究[J]. 华曼,陈明清,刘晓亚,杨成. 高分子学报. 2004(05)
博士论文
[1]无机材料对超滤/纳滤膜性能的改进研究[D]. 吴慧青.复旦大学 2013
[2]季铵化聚芳醚砜酮纳滤膜及阴离子交换膜的研究[D]. 颜春.大连理工大学 2007
[3]热致相分离法制备EVOH微孔膜的基础研究[D]. 吕睿.复旦大学 2006
[4]聚烯烃中空纤维膜结构及其气体分离性能的研究[D]. 王建黎.浙江大学 2002
硕士论文
[1]聚醚砜中空纤维的制备及亲水性改性[D]. 张伟国.苏州大学 2014
[2]支撑液膜萃取回收高浓度煤气化含酚废水研究[D]. 杜子威.哈尔滨工业大学 2013
[3]聚醚砜超滤膜的制备及其改性研究[D]. 黄阳.东华大学 2009
[4]微纳纤维素/聚砜复合超滤膜材料的制备及性能研究[D]. 陈国伟.北京林业大学 2008
[5]聚醚砜-聚硅氧烷嵌段共聚物的合成及其性能研究[D]. 杨金胜.吉林大学 2005
[6]聚醚型聚氨酯改性聚醚砜中空纤维膜的制备及其在中药丹参有效成分分离中的应用[D]. 谢宇梅.四川大学 2001
本文编号：3470006
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