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表面紫外接枝辣素衍生物制备抗菌性聚砜超滤膜

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水处理技术 2013年第9期39卷 36-40页

作者：孟壮高学理王剑中国海洋大学化学化工学院山东青岛266100

以二苯甲酮(BP)为紫外接枝引发剂,将辣素衍生物N-(2,3,4-三甲氧基苯甲基)丙烯酰胺(TMBA)和丙烯酸(AA)接枝在聚砜基膜表面上以提高膜的抗菌性和耐污染性。在先前研究的基础上,试验固定接枝时间为15 min,TMBA和AA的质量分数分别为1%和2%,... 详细信息

以二苯甲酮(BP)为紫外接枝引发剂,将辣素衍生物N-(2,3,4-三甲氧基苯甲基)丙烯酰胺(TMBA)和丙烯酸(AA)接枝在聚砜基膜表面上以提高膜的抗菌性和耐污染性。在先前研究的基础上,试验固定接枝时间为15 min,TMBA和AA的质量分数分别为1%和2%,溶剂为乙醇,通过表面接触角测定仪、全反射红外光谱、扫描电镜、水通量和截留率、耐污染性、抗菌性测试等方法来表征膜改性前后的结构和性能变化,研究引发剂BP含量对膜表面结构性能的影响。结果表明,改性后聚砜超滤膜的截留率、耐污染性等都得到很好的改善,尤其是改性膜的抗菌性得到了明显提高;当BP的质量分数为0.2%时,抑菌率达到95%左右,通量恢复率由基膜的25%提高到80%,可以证明改性后的聚砜膜具有了良好的抗菌性和耐污染性。

关键词：紫外接枝聚砜二苯甲酮辣素衍生物抗菌性

含辣素衍生结构单体及其聚合物的合成、抑菌与抑藻性能

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材料导报 2018年第2期32卷 193-197,202页

作者：张晓春于良民姜晓辉中国海洋大学海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室青岛266100

以取代芳烃和N-羟甲基丙烯酰胺为原料,采用傅克烷基化反应合成了四种含辣素衍生结构单体:4-羟基-2-甲基-5-甲硫基苄基丙烯酰胺(A)、2-羟基-4-丙烯酰胺甲基-5-甲硫基-6-甲基苄基丙烯酰胺(B)、3-丙烯酰胺甲基-2-羟基苯甲酰胺(C)和1-丙烯... 详细信息

以取代芳烃和N-羟甲基丙烯酰胺为原料,采用傅克烷基化反应合成了四种含辣素衍生结构单体:4-羟基-2-甲基-5-甲硫基苄基丙烯酰胺(A)、2-羟基-4-丙烯酰胺甲基-5-甲硫基-6-甲基苄基丙烯酰胺(B)、3-丙烯酰胺甲基-2-羟基苯甲酰胺(C)和1-丙烯酰胺甲基-2-萘酚(D),并通过红外光谱(IR)和核磁氢谱(1 H NMR)对其结构进行了表征。抑菌实验结果表明化合物D对两种受试菌(金黄色葡萄球菌和大肠杆菌)的抑制活性最高,最小抑菌浓度均可达到0.187 5mg/mL,且D对两种受试藻(三角褐指藻和新月菱形藻)的抑制活性也最高。以四种化合物为功能单体合成出树脂,树脂对受试藻均具有较高的抑制活性,含化合物D的树脂的抑制活性最高,72h后抑制率均可达到50%以上。

关键词：辣素衍生物树脂合成抑菌性能抑藻性能

基于RTIPS-NIPS法制备含辣素衍生结构防污超滤膜及其性能研究

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膜科学与技术 2020年第3期40卷 37-46页

作者：单超越张丽丽唐媛媛王言建徐丽于良民中国海洋大学海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室青岛266100 中国海洋大学海洋高等研究院青岛266100

采用原位聚合法,将含辣素衍生结构功能单体N-(2-羟基-3-甲基-6(甲硫基)苄基)丙烯酰胺(HMMBA)通过物理共混引入聚砜(PSf)铸膜液中,并通过反相热诱导相分离法与非溶剂诱导相分离法(RTIPS-NIPS)联用进行高通量防污超滤膜的制备.系统考察了H... 详细信息

采用原位聚合法,将含辣素衍生结构功能单体N-(2-羟基-3-甲基-6(甲硫基)苄基)丙烯酰胺(HMMBA)通过物理共混引入聚砜(PSf)铸膜液中,并通过反相热诱导相分离法与非溶剂诱导相分离法(RTIPS-NIPS)联用进行高通量防污超滤膜的制备.系统考察了HMMBA含量对膜的结构形态、亲水性、分离性能和抑菌性能等的影响.结果表明,当HMMBA添加量达到2%(质量分数)时,超滤膜的接触角由PSf膜的85°降低至62°;机械强度由29.46 N增加至31.71 N;以5 mg/L的腐殖酸为料液进行过滤实验时,改性超滤膜的稳定通量为420 L/(m2·h),与未改性PSf膜[200 L/(m2·h)]相比提高了110%;抑菌率达到了97%以上,且通量恢复率由67.59%提升至86.34%.因此,采用RTIPS-NIPS联用将HMMBA应用在超滤膜中既可以提高膜的亲水性、机械性能和分离性能,同时还能够有效抑制膜污染的产生.

关键词：反相热诱导相分离法非溶剂诱导相分离法辣素衍生物超滤膜防污

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抗污染抑菌性聚酰胺纳滤膜的制备及性能表征

中国海洋大学学报（自然科学版） 2017年第5期47卷 88-93页

作者：孙海静高学理王剑王小娟高从堦中国海洋大学化学化工学院海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室山东青岛266100

以辣素衍生物(HMOBA)为抑菌单体,丙烯酸(acrylic acid,AA)为亲水性单体,通过紫外光辐照接枝制备具有抗污染性和抑菌性的聚酰胺纳滤膜。实验固定HMOBA的含量分别为0.5wt%,接枝时间为10min,考察了改性液中AA含量对改性膜性能的影响。结果... 详细信息

以辣素衍生物(HMOBA)为抑菌单体,丙烯酸(acrylic acid,AA)为亲水性单体,通过紫外光辐照接枝制备具有抗污染性和抑菌性的聚酰胺纳滤膜。实验固定HMOBA的含量分别为0.5wt%,接枝时间为10min,考察了改性液中AA含量对改性膜性能的影响。结果表明,当改性液中AA的含量为1wt%时,改性膜的综合性能显著改善。纯水通量为130.98L·m^(-2)·h^(-1),NaCl和Na_2SO_4截盐率分别为38.53%和94.50%,改性膜对不同价态离子的选择分离性有所提高;通量恢复率为80.89%,比基膜提高了40.14%;抑菌率由基膜的5.63%提升到83.25%,膜表面的抗污染性和抑菌性得到了明显的改善。

关键词：紫外接枝辣素衍生物丙烯酸抗污染性抑菌性纳滤膜

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表面化学改性法制备抑菌性聚醚砜超滤膜

水处理技术 2013年第7期39卷 42-45,49页

作者：王智高学理李赛赛中国海洋大学化学化工学院山东青岛266100

以辣素衍生物N-(5-甲基-3-异丁基-2羟基-苄基)-丙烯酰胺(HMBA)为改性材料,利用表面化学接枝法在聚醚砜(PES)超滤膜表面接枝辣素单体,提高膜的抑菌性。分别研究了单体含量、不同引发剂以及反应时间对接枝反应的影响;并采用全反射红外光谱... 详细信息

以辣素衍生物N-(5-甲基-3-异丁基-2羟基-苄基)-丙烯酰胺(HMBA)为改性材料,利用表面化学接枝法在聚醚砜(PES)超滤膜表面接枝辣素单体,提高膜的抑菌性。分别研究了单体含量、不同引发剂以及反应时间对接枝反应的影响;并采用全反射红外光谱(ATR-FTIR)对接枝前后聚砜膜进行表征,用原子力显微镜(AFM)观察接枝前后聚砜膜的形貌变化。结果表明,在单体的质量分数为1%,引发剂为过硫酸钾(K2S2O8)、焦亚硫酸钾(K2S2O5),处理时间60 min,接枝反应温度为40℃时,获得最佳接枝效果。接枝改性后的聚砜膜抑菌率达到80%,高于改性前的18%;表面水静态接触角能够降低到60°左右。

关键词：聚醚砜辣素衍生物表面接枝抑菌性

共混改性制备抗菌性耐污染聚醚砜超滤膜的研究

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共混改性制备抗菌性耐污染聚醚砜超滤膜的研究

作者：黄星中国海洋大学

学位级别：硕士

目前，各行业对超滤膜的要求越来越高，解决膜的抗菌耐污染性能的问题迫在眉睫。为了赋予聚醚砜（PES）超滤膜抗菌性及亲水性，已通过表面改性及共混改性等方法对超滤平板膜进行改性，并已获得很大的进展。本文为了保持PES超滤膜本体的... 详细信息

目前，各行业对超滤膜的要求越来越高，解决膜的抗菌耐污染性能的问题迫在眉睫。为了赋予聚醚砜（PES）超滤膜抗菌性及亲水性，已通过表面改性及共混改性等方法对超滤平板膜进行改性，并已获得很大的进展。本文为了保持PES超滤膜本体的性能，采用共混改性的方法将抗菌聚合物与PES混合均匀，通过相转化法制备PES平板膜及干-湿纺丝法制备PES中空纤维超滤膜。采用傅立叶红外光谱仪（FTR-IR）、扫描电镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）、万能拉力机、膜评价仪对膜的官能团、形貌结构、表面粗糙度、抗机械性能、过滤性能等进行测试表征。首先，基于含辣素活性衍生结构的丙烯酰胺为乙烯基单体，具有可聚合性。本文通过热引发溶液聚合和光引发溶液聚合两种方法制备抗菌性聚合物，合成配方主要为含辣素活性衍生结构的丙烯酰胺单体N-（4-羟基-3-甲基苄基）-丙烯酰胺（简称HMOBA）、丙烯酸（AA）、甲基丙烯酸甲酯（MMA）。结果表明：两种方法都可以成功合成具有抗菌性的聚合物，在相同的聚合反应配方下，HOAM1（热引发溶液聚合4h）的抗菌率为80.84%，HOAM2（紫外辐射1h）的抗菌率为85.05%，光引发溶液聚合制备抗菌聚合物具有更强抗菌性能，且合成反应时间更短;对比HOAM2、HOAM3及HOAM4三种聚合物对大肠杆菌的抗菌性可以发现，随着紫外辐射反应的时间越长，同量的聚合物具有更强的抗菌性，HOAM3（紫外辐射1.5h）的抗菌率达到95.37%。其次，研究了HOAM4（紫外辐射2.0h）的含量对PES平板超滤膜的性能影响。研究表明：添加剂聚乙烯吡咯烷酮（PVP）对PES具有很好的致孔作用，HOAM4并不能作为致孔剂而增加超滤膜的通量;HOAM4的加入使超滤膜的亲水性得到进一步改善，水静态接触角在HOAM4的含量为3%时为57.56°，相对未改性的膜降低了14.35%;HOAM4的含量增加，超滤膜的表面粗糙度降低，当HOAM4的含量为3%时，其平均粗糙度相对于为未改性膜降低了75.9%;膜的抗菌性能也随着HOAM4的增加而增大，通过平板计数法可知当HOAM4的含量为3%，膜对大肠杆菌的抗菌率可达到90%;但是结合过滤性能及经济性在HOAM4的含量为1%-2%较好。最后，研究了内凝胶浴的温度及组成、抗菌聚合物HOAM4的含量对PES中空纤维超滤膜的结构及性能的影响。实验表明：内凝胶浴的温度及组成的改变对纤维膜的结构和性能都会产生比较大的影响，内凝胶浴温度的升高，膜内表面变得越致密，皮层变厚，膜的截留率升高;膜内部指状孔向大孔生长，甚至形成大窟窿;内凝胶中溶剂DMAc的含量越大,膜内表面的孔隙尺寸越大，皮层越薄，截留率下降;HOAM4的含量越高，膜内分布的亲水性官能团及辣素基团越多，则膜的抗菌耐污染性越强，聚合物分子与膜交缠度越大，抗机械强度及断裂伸长率越高。

关键词：聚醚砜超滤膜抗菌性亲水性辣素衍生物

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抑菌性高通量正渗透膜的制备及其应用研究

抑菌性高通量正渗透膜的制备及其应用研究

作者：张岩中国海洋大学

学位级别：硕士

膜技术应用日益增多,但生物污染和浓差极化一直困扰着膜技术的应用。生物污染需要制备具有抗菌表面的膜才能够从根本上解决,浓差极化则在较厚的膜上体现更加明显。因此,本实验制备了抗菌性膜和超薄型膜。能源日益枯竭背景下可再生能源... 详细信息

膜技术应用日益增多,但生物污染和浓差极化一直困扰着膜技术的应用。生物污染需要制备具有抗菌表面的膜才能够从根本上解决,浓差极化则在较厚的膜上体现更加明显。因此,本实验制备了抗菌性膜和超薄型膜。能源日益枯竭背景下可再生能源利用和能量回收优势明显,盐差能利用与膜技术相相结合前景广阔,本实验利用正渗透技术处理电渗析高盐浓缩室溶液不仅回收了能源,同时减少了废水排放引起的污染。本文对紫外光引发表面接枝方法制备的抑菌性正渗透膜进行了研究,考察了照射时间对膜性能的影响。在此之前对正渗透评价条件进行了测试,得到最佳方法进行后续实验。结果表明,使用N-(4-羟基-3-甲氧基-苄基)丙烯酰胺(HMBA)作为改性剂,随着照射时间的延长,膜亲水性越来越好,接触角从70°逐渐降至40°,水通量从17 LMH大幅提高到36 LMH,盐通量从28 LMH小幅提高到32 LMH。抑菌率也逐渐上升,照射时间为10 min时抑菌率已接近100%。本实验制备了一种新型无支撑高通量正渗透膜并表征。该膜不具备传统意义上的致密皮层,而是在聚酯筛网孔中发生界面聚合反应,形成厚度60μm左右的正渗透膜,有效降低了内浓差极化,并且制作工艺简单。结果表明,界面聚合层的加入有效改善了膜的渗透性能和亲水性,水通量可以达到50 LMH,接触角由110°直接降低到70°以下。本文对正渗透技术在盐差能发电中的应用进行了研究。以在实验室中进行的膜评价结果为依据,制作单支膜小型试验装置,对实验管路设计的合理性进行论证,然后进一步设计盐差能发电样机。结果表明,单支膜性能测试装置运行稳定,管路设计合理,将盐差能样机设计在软件中模拟和调试,也未见异常。测试结果,水通量为3.14 LMH,盐通量为3.58 gMH,理论能量密度为1.13 W/m2,即至少需要9支膜才能够达到发电量需求。本文将正渗透技术与电渗析联用处理氨基酸发酵母液。先考察了电流密度和料液流量对脱盐率和回收率的影响,又对正渗透技术浓缩脱盐室溶液的可行性进行了论证。结果表明,电流密度越大,氨基酸回收率越低,脱盐率越高;流量增大,氨基酸回收率和脱盐率变化不大。浓缩脱盐室溶液实验水通量为25LMH,运行6h后原料液体积减为初始值的一半,有利十原料液浓缩提纯,可行性较好。

关键词：辣素衍生物抑菌性正渗透盐差能电渗析