卤胺及纳米银改性PVDF超滤膜的制备及性能研究

作     者：王函 

作者单位：上海师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：郎万中

授予年度：2017年

学科分类：080706[工学-化工过程机械] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

主      题：聚偏氟乙烯 卤胺 抗污染 超滤膜 银纳米颗粒 

摘      要：本论文致力于研究制备不同卤胺和无机纳米银颗粒赋予膜具有抗菌抗污染性能,通过合成不同的卤胺,加入到铸膜液中,或者原位聚合纳米银进行研究聚合物膜渗透通量、截留性能和抗污染性能。第一部分工作合成了卤胺功能化的二氧化硅纳米颗粒,然后以非溶剂相转化法(NIPS)制备了PVDF/HFSNs(卤胺功能化的聚偏二氟乙烯)平板超滤膜。研究了铸膜液中HFSNs含量对聚合物形貌、渗透性能、抗污染性能和抗菌性能等的影响。研究结果表明:随着HFSNs含量的增加,能够明显改性PVDF膜表面亲水性、渗透特性和抗污染性能。当添加量为0.6 wt%,纯水通量最大为559.8 L?m?h?bar。抗污染性能随着随着含量的增加,可以得出通量恢复率为97.2%。随后研究了其抗菌性能,抗菌性与氧化态氯含量有关。膜样品(M-3)含的氧化态含量为,其抗菌性能最佳,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率为97.1%和97.0%。莫得稳定性能和再生性也被进一步的研究,通过六次循环,膜样品(M-3)的抗菌率仍为72.3%。第二部分工作以壳聚糖和海因,合成了CS-HDH(壳聚糖-海因),再通过氯化处理,可以得到CS-HDH-Cl(氯化的壳聚糖-海因),通过红外证明被成功合成。以不同含量添加到铸膜液中,研究了亲水性、抗污染性能和抗菌性能。添加量的增加明显的改善了原膜的亲水性能,随着添加量增加至0.9 wt%,通量最大为351.2 L?m?h?bar。当氧化态氯含量增加至0.69 mmol/g时,M-4对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率98.7%和98.9%。第三部分工作是以原位聚合银纳米颗粒,首先在与原膜表面聚合一层多巴胺,然后在聚多巴胺表面引入不同浓度的银纳米颗粒。研究了其亲水性,纯水通量、截留率和抗菌性能。从靠近上表面来看,银纳米颗粒附着在膜表面。引入了聚多巴胺,纯水通量减少,这可能是由于膜表面被一层聚多巴胺薄膜覆盖,当引入银纳米颗粒,通量开始增加,这与其表面的亲水性相关。当银纳米颗粒继续增加至10m M,通量又开始下降,这是由于纳米颗粒可能堵塞孔道。AgNP-PDA/PVDF超滤膜具有良好的抗菌性能,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率均为99%。