改性MWNTs制備具有抗菌性和易清潔性的PVDF膜.pdf

1、學(xué)校代碼：10270分類號(hào)：TQ246.8學(xué)號(hào)：152502801碩士專業(yè)學(xué)位論文改性改性MWNTsMWNTs制備具有抗菌性和易清潔制備具有抗菌性和易清潔性的性的PVDFPVDF膜學(xué)院：生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院專業(yè)學(xué)位類別：工程碩士專業(yè)領(lǐng)域：化學(xué)工程研究生姓名：黃袁煒指導(dǎo)教師：郎萬(wàn)中完成日期：2018年3月30日上海師范大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要Ⅰ摘要摘要近年來(lái)，超濾膜廣泛地應(yīng)用于飲用水凈化、中水回用以及膜生物反應(yīng)器（MBR），但是在使用過(guò)程中，由

2、于PVDF材料固有的疏水性，生物蛋白、細(xì)菌等微生物容易在膜表面附著、繁衍，從而形成生物黏膜，引起的膜污染（包括生物污染、有機(jī)物污染）嚴(yán)重影響了聚合物膜的使用效率以及使用壽命。因此，制備具有抑菌性、耐污染性的超濾膜受到日益青睞。本論文制備研究了不同種類的抗菌性抗污染性PVDF超濾膜，并對(duì)其性能對(duì)比。研究主要通過(guò)三種不同類型的添加劑對(duì)氧化MWNTs修飾，將改性的MWNTs作為添加劑加入鑄膜液制備PVDF復(fù)合超濾膜，并研究其親水性、滲透性能、

3、抗污染性能以及抗菌性能等。主要分為以下三個(gè)方面：首先，將原始MWNTs經(jīng)過(guò)酸處理得到氧化多壁碳納米管（OMWNTs），接著N鹵胺和硅氧烷接枝到OMWNTs上得到NSiMWNTs，制得的改性MWNTs作為添加劑加入鑄膜液，通過(guò)NIPS法制備PVDF平板復(fù)合超濾膜。制得的膜的形貌通過(guò)FESEM觀測(cè)，結(jié)果表明膜具備典型的非對(duì)稱結(jié)構(gòu)。同時(shí)，由于改性MWNTs的加入，膜表面的親水性明顯提高。在對(duì)BSA溶液的過(guò)濾清洗循環(huán)實(shí)驗(yàn)中，PVDFMWNTs復(fù)

4、合膜展現(xiàn)出優(yōu)異的滲透性能、截留性能以及通量恢復(fù)率。與純PVDF膜相比，PVDFMWNTs復(fù)合膜的純水滲透通量由126.3L.M2.h1.bar1上升至173.7L.M2.h1.bar1。此外，在污染清洗循環(huán)三次之后，PVDFMWNTs復(fù)合膜依然展示出優(yōu)異的通量恢復(fù)率（96.5%），即抗污染自清潔性能。在對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抗菌實(shí)驗(yàn)中，PVDFMWNTs復(fù)合膜的抑菌率分別達(dá)到95.6%和98.0%?？傮w來(lái)說(shuō)，N鹵胺改性之后使膜具備

5、卓越的抗菌性能，硅氧烷的修飾使膜具備優(yōu)異的抗污染自清潔性能。其次，叔銨鹽2二甲氨基氯乙烷鹽酸鹽作為季銨鹽的前驅(qū)體，通過(guò)環(huán)氧氯丙烷接枝到OMWNTs上，得到的NMWNTs作為添加劑加入鑄膜液制備PVDF平板超濾膜。FESEM用來(lái)觀測(cè)不同的NMWNTs添加量對(duì)膜形貌的影響。結(jié)果表明制得的PVDFNMWNTs復(fù)合膜表面粗糙度明顯減小，同時(shí)親水性得到明顯改善。此外，在對(duì)BSA的污染清洗循環(huán)實(shí)驗(yàn)中，PVDFNMWNTs復(fù)合膜相比于純PVDF膜，純