抗菌型醋酸纤维素复合膜的制备及性能研究

发布时间：2017-06-23 08:05

  本文关键词：抗菌型醋酸纤维素复合膜的制备及性能研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着时代的发展,人们对新技术的要求越来越高,现代膜分离技术与之前相比克服了许多缺点,应用过程中的优点也越来越多。因此广泛应用于食物加工、生物工程、环境保护、生活污水水处理、化工厂、电子、生物医药等领域。广泛应用于工业的有微孔过滤、超滤、纳滤和反渗透电渗析和气体分离等。作为制膜材料的纤维素及其衍生物不但在膜工业中起着重要历史的作用。相比于人工合成的制膜材料,纤维素制备的聚合物膜其尺寸不易改变、优良的可加工性,和不产生有毒和有害物质以及能生物降解等优点。纤维素及其衍生物作为分离用膜材料具有来源广泛、成本低、制备膜工艺简单、所制成的膜具有良好的性能、制备出的成品的选择透过性高、亲水性能好等优点。但是这类醋酸纤维素薄膜仍具有一定的不可忽视的缺点,例如,微生物可以将其腐蚀,降解过程容易,容易受到化学物质侵蚀,呈酸性时水解容易,不易被压实,通过压密脆弱等缺点。为了扩大所述膜的适用范围,对纤维素材料及其衍生物纤维素材料制备,进行改性研究,以改善它的性能。本论文用相转移法制备超滤膜,以醋酸纤维素为原料,探究了聚合物浓度、溶剂体系、温度等对膜过滤性能的影响,得出以N,N-二甲基乙酰胺为溶剂,聚合物浓度为10%-15%,凝固浴为冷水(实验室温度)的条件下制备的醋酸纤维素超滤膜具有良好的过滤性能,10%时水通量为最高27.57ml/(cm2?h)。在此基础上,将纳米TiO2和超细氧化高银粒子引入到醋酸纤维超滤膜中,对醋酸纤维素膜进行改性,制备出具有分离、高亲水性和抗菌性等的新型超滤膜。在0.09MPa下,当TiO2的含量为2%时,水通量达到最大,约为26.17 ml/(cm2·h)。孔隙率和含水量也都相对较高,在做抗菌性实验时,抗菌效果明显。在0.85MPa的压力下,当AgO的含量为1%时,溶剂仅为DMAc时,纯水通量为16.84 ml/(cm2·h),溶剂为DMAc/NMP=4:1时纯水通量达到最大值23.26ml/(cm2·h),水通量增大约1.2倍。为了进一步提高膜的性能,将AgO吸附在TiO2表面上,形成复合材料。再通过浸没沉淀相转化法成功制备出既含TiO2,又含AgO的醋酸纤维素平板超滤膜,与之前未进行载AgO的杂化膜相比,在一定程度上提高了膜的水通量,当AgO与TiO2的比例为2:1,含量为2%时,杂化膜的性能最好。
【关键词】：超滤 醋酸纤维素 氧化高银粒子 纳米二氧化钛 抗菌性
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ051.893
【目录】：

• 主要符号表4-5
• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 1 前言12-21
• 1.1 膜分离技术简介12-14
• 1.1.1 膜分离过程12
• 1.1.2 分离膜的种类12-14
• 1.2 膜分离技术发展历史14-17
• 1.3 分离膜的材料17-18
• 1.3.1 聚合物膜材料17-18
• 1.3.2 无机膜材料18
• 1.4 膜分离技术的应用18-19
• 1.5 课题主要研究内容及意义19-21
• 1.5.1 立题背景及研究意义19
• 1.5.2 本论文研究的主要内容19-21
• 2 实验药品与仪器21-25
• 2.1 实验药品21-22
• 2.2 实验仪器22
• 2.3 测试与表征手段22-25
• 2.3.1 红外吸收光谱分析22
• 2.3.2 扫描电子显微镜（SEM）22-23
• 2.3.3 纯水通量的测试方法23
• 2.3.4 含水量和孔隙率的测试方法23-24
• 2.3.5 抑菌性的测试方法24-25
• 3 CA膜的制备和性能研究25-28
• 3.1 试验方法25-28
• 3.1.1 CA膜的制备25
• 3.1.2 操作温度25
• 3.1.3 溶剂/非溶剂体系选择25-26
• 3.1.4 聚合物浓度26-27
• 3.1.5 CA膜的SEM结果分析27-28
• 4 CA/TiO_2复合膜的制备和性能研究28-38
• 4.1 试验方法29-30
• 4.1.1 纳米TiO_2的制备29
• 4.1.2 纳米TiO_2的改性29
• 4.1.3 CA/TiO_2复合膜的制备和保存29-30
• 4.2 结果与讨论30-37
• 4.2.1 CA膜和CA/TiO_2的复合膜的红外光谱分析30-31
• 4.2.2 TiO_2含量对CA/TiO_2的复合膜性能的影响31-34
• 4.2.3 温度对CA/TiO_2的复合膜性能的影响34-37
• 4.3 本章小结37-38
• 5 CA/AgO复合膜能的制备和性能研究38-51
• 5.1 试验方法38-39
• 5.1.1 AgO的制备机理38
• 5.1.2 AgO的制备方法38
• 5.1.3 CA/AgO复合膜的制备和保存38-39
• 5.2 结果与讨论39-50
• 5.2.1 溶剂配比对CA/AgO复合膜结构及性能的影响39-42
• 5.2.2 纳米AgO含量对CA/AgO复合膜结构及性能的影响42-47
• 5.2.3 溶解温度对CA/AgO复合膜结构及性能的影响47-50
• 5.3 本章小结50-51
• 6 AgO -TiO_2/CA复合膜的制备和性能研究51-65
• 6.1 试验方法51-52
• 6.1.1 AgO/TiO_2复合材料的制备51
• 6.1.2 AgO-TiO_2/CA复合膜的制备和保存51-52
• 6.2 结果与讨论52-64
• 6.2.1 AgO-TiO_2/CA素复合膜的表征与性能测试52-54
• 6.2.2 不同比例的AgO和TiO_2复合材料对膜性能的影响54-56
• 6.2.3 不同含量的AgO和TiO_2复合材料对膜性能的影响56-59
• 6.2.4 溶解温度对AgO-TiO_2/CA复合膜性能的影响59-62
• 6.2.5 成孔剂含量对AgO-TiO_2/CA复合材料膜性能的影响62-64
• 6.3 本章小结64-65
• 7 结论65-66
• 参考文献66-71
• 攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果71-72
• 致谢72-73

【参考文献】

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本文编号：474359