膜微生物污染具有普遍存在性、不可逆性和強(qiáng)危害性等特點(diǎn)。細(xì)菌長(zhǎng)期的繁殖和生長(zhǎng)極易對(duì)膜內(nèi)部結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重破壞,對(duì)膜性能造成不可逆損壞,縮短膜的使用壽命和提高膜的運(yùn)行成本。因此,開(kāi)發(fā)具有抗菌和抗黏附性能膜表面已成為目前一個(gè)研究熱點(diǎn)。本文設(shè)計(jì)了兩種實(shí)驗(yàn)方案,通過(guò)復(fù)合型抗菌方法,構(gòu)建“攻擊”和“防御”抗菌策略。將不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的氧化石墨烯（GO）和聚丙烯腈（PAN）物理共混,采用靜電紡絲技術(shù)制備出具有抗菌活性的GO/PAN納米纖維膜。當(dāng)GO含量為3 wt.%時(shí),GO/PAN納米纖維膜具有較強(qiáng)的抗菌作用。分別采用化學(xué)接枝和物理涂覆兩種方法對(duì)GO/PAN膜表面進(jìn)行改性,制備出不同殼聚糖（CS）含量的CS-g-GO/PAN和CS-GO/PAN膜。方法一:空氣等離子體處理對(duì)GO/PAN膜表面進(jìn)行刻蝕和活化作用引入-COOH基團(tuán),與CS的-NH₂發(fā)生酰胺反應(yīng),將CS成功接枝到GO/PAN膜表面;方法二:在酸性（p H=5）條件時(shí),通過(guò)靜電吸引作用,使氨基質(zhì)子化作用帶正電的CS沉積到帶負(fù)電的GO/PAN膜表面,成功制備出CS-GO/PAN膜。通過(guò)設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)對(duì)等離子體處理?xiàng)l件進(jìn)行選擇,采用... 

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膜微生物污染形成過(guò)程[22]

原生質(zhì)體解體，從而殺死或抑制微生物的生長(zhǎng)繁殖[31-34]。Andreas等人[35]采用嵌段共聚物F-127與抗菌肽（AMP）和精氨酸-甘氨酸-天門(mén)冬氨酸（RGD）肽功能化，以S.aureus、表皮葡萄球菌和銅綠假單胞菌為研究對(duì)象，研究了涂層的抗菌性能。研究結(jié)果顯示，由適當(dāng)比例的功能組分組成的涂層殺菌性能，且不影響組織相容性。聚合物抗菌劑抗菌效果要不如納米顆粒[36,37]，納米材料具有良好的穩(wěn)定性，高效廣譜的抗菌性和細(xì)菌難產(chǎn)生耐藥性等優(yōu)點(diǎn)，且納米顆粒對(duì)膜的分離性能影響較小[38]。Ji等人[39]成功地將銀合成到片狀殼納米顆粒中，如圖1-2所示，由于二氧化硅納米結(jié)構(gòu)生長(zhǎng)和銀離子的原位還原同時(shí)發(fā)生，使得銀均勻地分布在納米膠囊的外殼中。抗菌試驗(yàn)表明，銀包二氧化硅納米膠囊具有良好的抗菌活性，抑菌率為75%。然而，目前常用的表面固定銀納米顆粒的方法對(duì)膜表面的性能需求較高，且其價(jià)格昂貴，對(duì)環(huán)境污染大，人體健康危害大[40-43]。圖1-2連續(xù)一步法制備含銀的二氧化硅納米膠囊[39]Fig.1-2Sequentialone-potfabricationofsilicananocapsulewithAgembeddedinsidetheshells[39]主動(dòng)殺傷型抗菌分離膜具有很好的抗菌效果，然而，隨著抗菌過(guò)程的持續(xù)，被殺死的細(xì)菌在表面富集，易堵塞膜孔道和造成生物淤積，降低分離膜分離效率，且影響抗菌效果�；诖耍芯空邆兲岢隽藰�(gòu)建既具有抗黏附性能，又具有殺菌性能的復(fù)合型抗菌膜。

第一章緒論5共混改性由于其不會(huì)對(duì)納米纖維膜結(jié)構(gòu)造成破壞，且無(wú)需后處理，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于廢水處理、空氣過(guò)濾和飲用水處理等領(lǐng)域。圖1-3PAN/GO和H-PAN/GO膜的制備過(guò)程[48]Fig.1-3ThepreparationprocessofPAN/GOandH-PAN/GOmembranes[48]1.2.1.2物理涂覆物理涂覆改性是以分離膜為支撐層，將具有功能基團(tuán)的高分子涂敷在支撐層上達(dá)到改性目的。Ren等人[49]采用溶液-凝膠法制備了磷摻雜硅涂層前驅(qū)體，該涂層提高了磷摻雜硅涂覆PAN織物的熱穩(wěn)定性。在800℃時(shí)，磷摻雜硅涂覆PAN織物的殘留值比對(duì)照組高25.92%，顯著增強(qiáng)了PAN織物的阻燃性能，并提供了一種新穎高效的制備阻燃PAN織物的方法。Torlak等人[50]對(duì)CS涂覆PAN膜的抗菌性進(jìn)行了測(cè)試。結(jié)果顯示，殼聚糖涂覆膜具有廣譜抗菌性，是一種有前途的食品包裝抗菌材料。1.2.1.3化學(xué)接枝化學(xué)接枝改性是指通過(guò)化學(xué)反應(yīng)引入特定的官能團(tuán)。此改性后的膜在性能上更持久，可控性也更高。表面接枝改性方法可分為輻射引發(fā)接枝、紫外光引發(fā)接枝和等離子體接枝等。輻射引發(fā)接枝是在高能輻射線作用下發(fā)生接枝反應(yīng)，具有能量高、穿透力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，該方法操作簡(jiǎn)單，室溫或低溫下均可進(jìn)行，且無(wú)需引發(fā)劑，產(chǎn)品純凈。紫外光引發(fā)接枝改性在室溫下即可進(jìn)行，后處理簡(jiǎn)單，且紫外光引發(fā)表面接枝反應(yīng)只發(fā)生在納米纖維膜表面，不影響納米纖維膜性能[51]。等離子體接枝的原理是利用放電技術(shù)使氣體電離產(chǎn)生等電子體，在材料表面引起刻蝕、氧化、還原、裂解、交聯(lián)和聚合等物理化學(xué)反應(yīng)，在不損害基體膜的前提下對(duì)膜表面進(jìn)行改性，賦予材料表面新的性能。等離子體接枝改性具有溫度低、作用時(shí)間短、成本低、效果明顯和無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)[52]。然而，等離子處理膜表面作用易隨時(shí)間變化而消失，

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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