基于磁控溅射法制备AG/PTFE复合膜及其性能的研究
发布时间：2022-02-15 00:22
聚四氟乙烯（PTFE）耐酸碱性、不溶于有机溶剂,具有优异的不粘性、耐老化性、抗辐射性和热稳定性,成膜性较好,广泛应用于过滤、分离等领域。近年来,PTFE的亲疏水和抗污染改性得到发展,提高了分离膜的使用效率。磁控溅射技术因具有高沉积速率、低基底温度、与基材结合牢固、相对便宜的沉积方式和易于工业化等优点,逐渐在膜分离领域崭露头角。基于此,本文利用磁控溅射技术在PTFE膜表面沉积纳米银薄膜,并利用原子力显微镜（AFM）、X射线能谱分析仪（EDX）、X射线光电子能谱（XPS）和X射线衍射分析（XRD）探究不同溅射工艺参数对复合膜的表面微观形貌、元素组成和晶态结构的影响。通过场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）、孔隙率、孔径、接触角、水通量、截留率等测试,探讨磁控溅射工艺参数对膜结构和性能的影响,结果表明沉积的纳米粒子在多孔膜表面以岛状方式生长,纳米银在PTFE微孔膜表面先成核后连续堆积成纳米薄膜;随溅射时间增加,膜表面颗粒尺寸逐渐增加,表面由凹凸逐渐平滑。复合膜厚度增加,膜润湿性增加,XPS和EDX测试结果表明,部分银粒子会存在于PTFE微孔膜表面、膜孔内及其孔壁中。随着溅射时间增加,复合膜表...
【文章来源】：天津工业大学天津市
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【图文】：
图２－１?ＢＳＡ牛血清蛋白标准工作曲线??
?１．０??Ａｂｓｏｒｂａｎｃｅ??图２－１?ＢＳＡ牛血清蛋白标准工作曲线??（２）吸附效果测试??将膜剪成４?Ｘ?４ｃｍ后清洗去除杂质，放入容量相同的五支试管内，分别加入??１０ｍＬ的ｌｇ／Ｌ的ＢＳＡ溶液，恒温浸泡２４ｈ后，取出试管中的膜，测试试管中ＢＳＡ??溶液在２８０ｎｍ处的吸光度。再对照标准曲线图查出吸附后溶液的浓度。由公式??可得出膜对ＢＳＡ的吸附量〇［５２】：??＾?ｌＯＯＯＯＯＯＣＣｏｙｏ－Ｃｉｌ／ｉ）??Ｑ?＝?公式（２－５）??其中Ｑ为膜吸附蛋白质的量（ｐｇ／ｃｍ２）；?〇）为ＢＳＡ溶液原液的浓度（ｇ／Ｌ）；?Ｑ??为吸附后溶液的浓度（ｇ／Ｌ）；?ＶＧ为蛋白溶液的体积（Ｌ）；?Ａ为膜的表面积（ｃｍ２）。??１６??
第二章磁控溅射工艺对复合膜结构和性能的影响??图２－２?ＰＴＦＥ原膜与磁控派射镀Ａｇ膜接触角Ｍ０（原膜）Ｍｌ（ｌｍｉｎ）?Ｍ２（５ｍｉｎ）??Ｍ３（?１?Ｏｍｉｎ）Ｍ４（?１５ｍｉｎ）??Ｆｉｇ．２－２?Ｔｈｅ?ｉｎｉｔｉａｌ?ｗａｔｅｒ?ｃｏｎｔａｃｔ?ａｎｇｌｅｓ?ｏｆ?ｖｉｒｇｉｎ?ＰＴＦＥ?ｍｅｍｂｒａｎｅ?ａｎｄ?Ａｇ－ｃｏａｔｅｄ?ＰＴＦＥ??ｍｅｍｂｒａｎｅｓ?Ｍ０（ｖｉｒｇｉｎ?ＰＴＦＥ）?Ｍｌ（ｌｍｉｎ）?Ｍ２（５ｍｉｎ）?Ｍ３（１０ｍｉｎ）Ｍ４（１５ｍｉｎ）??纯水接触角是表征微孔膜表面亲疏水性能的一个重要方法，材料表面亲疏水??性不仅与材料本身化学特性有关，还与其物理性质有关。在固－液吸附理论中，??提到固体的比表面积（单位质量吸附剂具有的总表面积）越大，吸附能力越强％。．??如图２－２所示，测量的ＰＴＦＥ膜为疏水性膜，是因为ＰＴＦＥ材料表面能较低，??表面有一定的粗植度。从图中可以看到，当派射时间从增加到１５ｍｉｎ时（ａ－ｅ?），??膜表面接触角从１４０°‘降低到＋］１２°，纳米银膜沉积降低复合膜表面的接触角，提??高膜了表面的润湿性。ＰＴＦＥ表面派射纳米颗粒改变其物理和化学特性，经过溅??射后
【参考文献】：
期刊论文
[1]原子吸收光谱法在测定水中重金属的应用[J]. 邹可可,彭博. 世界有色金属. 2016(15)
[2]亲水性聚四氟乙烯微孔膜的制备研究[J]. 黎鹏,范凌云,费传军. 化工新型材料. 2016(03)
[3]基底的结构形态与磁控溅射织物导电性能的关系[J]. 王盼盼,葛明桥,朱亚楠,陈世明. 化工新型材料. 2015(10)
[4]Cr/Ag纳米多层薄膜膜-基结合强度及摩擦学性能研究[J]. 胡明,张立平,高晓明,伏彦龙,杨军,翁立军. 摩擦学学报. 2012(06)
[5]超声波在线监测卷式反渗透膜污染及清洗[J]. 安耿宏,林捷斌,李贤辉,王虹,李建新,菅喜岐,靖大为. 膜科学与技术. 2012(01)
[6]金属薄膜电阻特性与厚度测量[J]. 潘李宜基. 大学物理实验. 2011(01)
[7]聚四氟乙烯微孔膜的改性进展[J]. 周洋,杨青芳,张恒. 材料开发与应用. 2011(01)
[8]超滤膜污染的光学在线监测和阻力分布研究[J]. 金鹏康,张志刚,王继斌,王晓昌. 环境科学与技术. 2010(10)
[9]超声技术结合小波分析在线监测中空纤维膜污染及其可视化研究[J]. 李建新,许新成,徐妮妮,张玉忠. 膜科学与技术. 2010(02)
[10]膜技术在水处理中的应用及膜材料研究进展[J]. 何小娟,杨再鹏,党海燕,陈石登,彭海珠,卢姝,莫馗,梁燕. 化工环保. 2004(03)
博士论文
[1]纳米银及其复合抗菌材料的研究[D]. 胡云睿.华南理工大学 2013
[2]涤纶基布表面磁控溅射纳米铜膜及性能研究[D]. 孟灵灵.江南大学 2013
[3]表面沉积纳米二氧化钛纺织材料的制备及其性能研究[D]. 徐阳.江南大学 2009
[4]聚四氟乙烯膜拉伸成孔机理及其弹性复合膜研究[D]. 黄机质.东华大学 2008
硕士论文
[1]膜分离技术处理丙烯腈废水实验研究[D]. 刘华云.东北石油大学 2015
[2]PTFE平板微孔膜的超疏水改性及其在膜蒸馏中的应用[D]. 王燕敏.浙江理工大学 2015
[3]磁控溅射法制备铜薄膜及其超疏水表面改性研究[D]. 殷川.南京理工大学 2013
[4]离子液体萃取光度法测定汞、铜和铁含量的研究[D]. 郑直.吉林大学 2011
本文编号：3625534
【文章来源】：天津工业大学天津市
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【图文】：
图２－１?ＢＳＡ牛血清蛋白标准工作曲线??
?１．０??Ａｂｓｏｒｂａｎｃｅ??图２－１?ＢＳＡ牛血清蛋白标准工作曲线??（２）吸附效果测试??将膜剪成４?Ｘ?４ｃｍ后清洗去除杂质，放入容量相同的五支试管内，分别加入??１０ｍＬ的ｌｇ／Ｌ的ＢＳＡ溶液，恒温浸泡２４ｈ后，取出试管中的膜，测试试管中ＢＳＡ??溶液在２８０ｎｍ处的吸光度。再对照标准曲线图查出吸附后溶液的浓度。由公式??可得出膜对ＢＳＡ的吸附量〇［５２】：??＾?ｌＯＯＯＯＯＯＣＣｏｙｏ－Ｃｉｌ／ｉ）??Ｑ?＝?公式（２－５）??其中Ｑ为膜吸附蛋白质的量（ｐｇ／ｃｍ２）；?〇）为ＢＳＡ溶液原液的浓度（ｇ／Ｌ）；?Ｑ??为吸附后溶液的浓度（ｇ／Ｌ）；?ＶＧ为蛋白溶液的体积（Ｌ）；?Ａ为膜的表面积（ｃｍ２）。??１６??
第二章磁控溅射工艺对复合膜结构和性能的影响??图２－２?ＰＴＦＥ原膜与磁控派射镀Ａｇ膜接触角Ｍ０（原膜）Ｍｌ（ｌｍｉｎ）?Ｍ２（５ｍｉｎ）??Ｍ３（?１?Ｏｍｉｎ）Ｍ４（?１５ｍｉｎ）??Ｆｉｇ．２－２?Ｔｈｅ?ｉｎｉｔｉａｌ?ｗａｔｅｒ?ｃｏｎｔａｃｔ?ａｎｇｌｅｓ?ｏｆ?ｖｉｒｇｉｎ?ＰＴＦＥ?ｍｅｍｂｒａｎｅ?ａｎｄ?Ａｇ－ｃｏａｔｅｄ?ＰＴＦＥ??ｍｅｍｂｒａｎｅｓ?Ｍ０（ｖｉｒｇｉｎ?ＰＴＦＥ）?Ｍｌ（ｌｍｉｎ）?Ｍ２（５ｍｉｎ）?Ｍ３（１０ｍｉｎ）Ｍ４（１５ｍｉｎ）??纯水接触角是表征微孔膜表面亲疏水性能的一个重要方法，材料表面亲疏水??性不仅与材料本身化学特性有关，还与其物理性质有关。在固－液吸附理论中，??提到固体的比表面积（单位质量吸附剂具有的总表面积）越大，吸附能力越强％。．??如图２－２所示，测量的ＰＴＦＥ膜为疏水性膜，是因为ＰＴＦＥ材料表面能较低，??表面有一定的粗植度。从图中可以看到，当派射时间从增加到１５ｍｉｎ时（ａ－ｅ?），??膜表面接触角从１４０°‘降低到＋］１２°，纳米银膜沉积降低复合膜表面的接触角，提??高膜了表面的润湿性。ＰＴＦＥ表面派射纳米颗粒改变其物理和化学特性，经过溅??射后
【参考文献】：
期刊论文
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[4]Cr/Ag纳米多层薄膜膜-基结合强度及摩擦学性能研究[J]. 胡明,张立平,高晓明,伏彦龙,杨军,翁立军. 摩擦学学报. 2012(06)
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[6]金属薄膜电阻特性与厚度测量[J]. 潘李宜基. 大学物理实验. 2011(01)
[7]聚四氟乙烯微孔膜的改性进展[J]. 周洋,杨青芳,张恒. 材料开发与应用. 2011(01)
[8]超滤膜污染的光学在线监测和阻力分布研究[J]. 金鹏康,张志刚,王继斌,王晓昌. 环境科学与技术. 2010(10)
[9]超声技术结合小波分析在线监测中空纤维膜污染及其可视化研究[J]. 李建新,许新成,徐妮妮,张玉忠. 膜科学与技术. 2010(02)
[10]膜技术在水处理中的应用及膜材料研究进展[J]. 何小娟,杨再鹏,党海燕,陈石登,彭海珠,卢姝,莫馗,梁燕. 化工环保. 2004(03)
博士论文
[1]纳米银及其复合抗菌材料的研究[D]. 胡云睿.华南理工大学 2013
[2]涤纶基布表面磁控溅射纳米铜膜及性能研究[D]. 孟灵灵.江南大学 2013
[3]表面沉积纳米二氧化钛纺织材料的制备及其性能研究[D]. 徐阳.江南大学 2009
[4]聚四氟乙烯膜拉伸成孔机理及其弹性复合膜研究[D]. 黄机质.东华大学 2008
硕士论文
[1]膜分离技术处理丙烯腈废水实验研究[D]. 刘华云.东北石油大学 2015
[2]PTFE平板微孔膜的超疏水改性及其在膜蒸馏中的应用[D]. 王燕敏.浙江理工大学 2015
[3]磁控溅射法制备铜薄膜及其超疏水表面改性研究[D]. 殷川.南京理工大学 2013
[4]离子液体萃取光度法测定汞、铜和铁含量的研究[D]. 郑直.吉林大学 2011
本文编号：3625534
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