本文選題：超濾膜　切入點：表面偏析　出處：《天津大學》2015年碩士論文

【摘要】：功能化超濾膜在水處理、生物分離、藥物控制釋放等領域具有良好的應用前景。目前,設計和制備功能化超濾膜的方法主要包括表面接枝、表面涂覆等,存在易使膜孔堵塞、步驟繁瑣、成本高等缺點,限制了功能化超濾膜的發(fā)展與應用。表面偏析作為一種原位的、三維的改性方法,可在膜表面產(chǎn)生有效的功能性高分子刷,受到國內(nèi)外學者的廣泛關注。本論文基于表面偏析制備出功能化超濾膜,具體工作如下:基于自由表面偏析制備具有pH響應性的超濾膜。通過自由基接枝聚合的方法在Pluronic F127分子上接枝具有pH響應性的聚甲基丙烯酸(PMAA)鏈段,制備出不同接枝聚合度的兩親性嵌段共聚物PMAAn-F127-PMAAn。系統(tǒng)的考察了PMAA鏈段接枝聚合度對PES/PMAAn-F127-PMAAn超濾膜的表面化學組成、表面親水性、表面電荷、pH響應性能的影響。研究表明,在成膜過程中pH響應性PMAA鏈段發(fā)生了自由表面偏析,且隨著PMAA鏈段接枝聚合度的增加,PMAA在膜表面的覆蓋度增加。PES/PMAAn-F127-PMAAn超濾膜具有顯著的、可逆的和持久的pH響應性能,且隨PMAA表面覆蓋度的增加,膜的pH響應性程度增大�；谧杂杀砻嫫鲋苽渚哂锌刮廴拘阅艿某瑸V膜。通過沉淀共蒸餾的方法在碳納米管(CNT)壁上接枝兩性離子甲基丙烯酸磺酸甜菜堿(SBMA),制備無機復合納米材料SBMA@CNT。系統(tǒng)的考察了不同添加量的SBMA@CNT對PES/SBMA@CNT超濾膜的機械強度和抗污染性能的影響。研究表明:SBMA@CNT的加入顯著提高了PES/SBMA@CNT超濾膜的抗污染性能。當SBMA@CNT添加量為1%時,PES/SBMA@CNT超濾膜具有最優(yōu)異的抗污染性能,通量恢復率為98.89%,通量衰減率為37.73%�；趶娭票砻嫫鲋苽渚哂锌刮廴拘阅艿某瑸V膜。通過自由基接枝聚合的方法制備了含有疏水鏈段甲基丙烯酸丁酯(PBMA),親水鏈段甲基丙烯酸聚乙二醇酯(PEGMA)和低表面能鏈段甲基丙烯酸六氟丁酯(PHFBM)的兩親性類嵌段共聚物PBMA-PEGMA-PHFBM。系統(tǒng)的考察了PBMA-PEGMA-PHFBM對PVDF/PBMA-PEGMA-PHFBM超濾膜表面化學組成、表面親水性、表面能和抗污染性能的影響;以及不同的攪拌速度、操作壓力和油濃度對膜抗污染性能的影響。研究表明,PVDF/PBMA-PEGMA-PHFBM超濾膜在低攪拌速度、高操作壓力及高油濃度下,均表現(xiàn)出優(yōu)異的抗污染性能,通量恢復率均高于90%。
[Abstract]:Functional ultrafiltration membrane has a good application prospect in the fields of water treatment, biological separation, drug release control and so on.At present, the methods of designing and preparing functional ultrafiltration membrane mainly include surface grafting, surface coating, etc., which have the disadvantages of easily blocking membrane pores, complicated steps and high cost, which limit the development and application of functional ultrafiltration membrane.Surface segregation, as an in situ, three-dimensional modification method, can produce effective functional polymer brushes on the membrane surface.In this paper, functionalized ultrafiltration membranes were prepared based on surface segregation. The main work was as follows: the pH responsive ultrafiltration membranes were prepared based on free surface segregation.PMAAn-F127-PMAA, an amphiphilic block copolymer with different degree of graft polymerization, was grafted on Pluronic F127 molecule by free radical graft polymerization.The effects of degree of graft polymerization of PMAA chain on the surface chemical composition, surface hydrophilicity, surface charge and pH response of PES/PMAAn-F127-PMAAn ultrafiltration membrane were systematically investigated.With the increase of PMAA surface coverage, the pH responsiveness of the membrane increased.UF membranes with anti-pollution properties were prepared based on free surface segregation.The inorganic composite nanocomposite SBMA / CNT was prepared by co-distillation of amphoteric ion betaine methacrylate sulfonate onto CNT wall.The effects of SBMA@CNT on the mechanical strength and antifouling performance of PES/SBMA@CNT ultrafiltration membrane were systematically investigated.The results showed that the antifouling performance of PES/SBMA@CNT ultrafiltration membrane was improved by adding the PES/SBMA@CNT.When the amount of SBMA@CNT added is 1, PES / SBMA @ CNT ultrafiltration membrane has the best antifouling performance, the flux recovery rate is 98.89, and the flux attenuation rate is 37.73.UF membranes with anti-pollution properties were prepared based on forced surface segregation.The effects of PBMA-PEGMA-PHFBM on the surface chemical composition, surface hydrophilicity, surface energy and antifouling performance of PVDF/PBMA-PEGMA-PHFBM ultrafiltration membrane were systematically investigated, as well as the effects of different stirring speed, operation pressure and oil concentration on the antifouling performance of the membrane.The results showed that PVDF / PEGMA-PHFBM ultrafiltration membrane exhibited excellent antifouling performance at low stirring rate, high operating pressure and high oil concentration, and the flux recovery rate was higher than 90%.
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TQ051.893

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本文編號：1709446