聚偏氟乙烯（PVDF）膜具有優(yōu)異的物理化學性能與分離性能,已被廣泛應(yīng)用于污水處理領(lǐng)域。但是,其表面的疏水特性易黏附有機物、微生物等污染物質(zhì),從而造成污染,降低膜的服役壽命和增加運營成本,所以PVDF膜的親水抗污改性研究具有重要的科學價值和實際意義。超聲波技術(shù)在聚合物合成及改性方面可以顯著增強反應(yīng)速度、提高反應(yīng)產(chǎn)率、調(diào)控聚合物的結(jié)構(gòu)。本文采用超聲波輔助接枝聚合技術(shù)對PVDF中空纖維膜進行功能化改性研究,以提高其表面的親水性和抗污染性能。主要研究內(nèi)容如下:采用超聲波輔助接枝聚合技術(shù)制備了丙烯酸接枝聚偏氟乙烯中空纖維膜,詳細探討了超聲時間、超聲功率、單體濃度和引發(fā)劑負載量對接枝密度的影響,優(yōu)化了AA在膜表面接枝密度的工藝條件。研究發(fā)現(xiàn),與未改性膜相比,改性膜表面的水接觸角從95.72°下降至41.40°,表明親水性顯著改善;改性膜的純水通量從245.78±18.97 L/m²·h增加至359.27±24.66 L/cm²·h;改性膜的抗污染性能也得到顯著改善,通量恢復率從52.75±2.76%增加到96.29±3.86%。采用超聲波輔助接枝聚合技術(shù)... 

【文章來源】：貴州大學貴州省 211工程院校

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【學位級別】：碩士

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PVDF-g-PLysAA膜制備過程的示意圖

膜有良好的抗污染性能。可見，PVDF 膜表面親水性能的提高能夠顯著改善膜表面的抗污染能力。圖1-1 多巴胺和兩性離子的結(jié)構(gòu)FIG. 1-1 Structure of dopamine and zwitterion圖1-2PVDF-g-PLysAA 膜制備過程的示意圖FIG. 1-2 Schematic diagram of the PVDF-g-PLysAAmembrane preparation process1.2 聚偏氟乙烯膜的親水化改性疏水性PVDF膜易吸附相同屬性的污染物質(zhì)，從而造成膜污染，所以改善膜基體或表面的親水性進而提高其抗污染性能是必要的。目前，PVDF膜親水性改性的方法主要分為本體改性和表面改性。1.2.1 本體改性（1）共混改性共混改性是一種操作簡易、高效的改性方法。共混改性是將功能化聚合物在制膜過程中與未改性膜材料熔融共混成膜，以實現(xiàn)膜本體的功能化改性。疏水性膜的親水改性常用的親水性聚合物材料包括聚乙烯醇（PVA）[29]，聚乙烯吡咯烷酮（PVP）

膜表面發(fā)生消除反應(yīng)脫去HF形成反應(yīng)活性大的雙鍵，然后在高錳酸鉀和亞硫酸氫鈉的作用下發(fā)生雙鍵水合反應(yīng)進而形成羥基化表面，預處理過程如圖1-3所示。Zhao[45]等將PVDF膜在5MNaOH溶液和5wt%的高錳酸鉀溶液中進行預處理，膜表面被羥基化，從而使膜的表面活性提高。再將預處理膜置于以BIBB為引發(fā)劑，過渡金屬鹽（CuCl，CuCl2）和N-異丙基丙烯酰胺（NIPPAAm）配合物形成的催化體系中，通過ATRP法將NIPPAAm接枝到PVDF膜表面。抗菌試驗測試中，大腸桿菌在改性膜的粘附量比未改性膜減少了75%，改性膜通過蛋白吸附試驗，水通量恢復率可達91.59%。Chen[46]等通過對PVDF膜堿處理，降低膜的表面能，再將聚乙二醇二甲基丙烯酸酯PEGDMA接枝到膜表面，獲得PVDF-g-PEGDMA的改性膜。與未改性膜相比，改性膜對牛血清白蛋白（BSA）吸附量下降約80％，膜的水接觸角降至0°。化學接枝改性使膜表面抗菌抗污染性能較優(yōu)異，但在改性中強堿的預處理可能會破壞PVDF膜內(nèi)部高分子鏈段結(jié)構(gòu)，導致膜機械性能下降。

【參考文獻】：
期刊論文
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