基于磁控濺射法制備AG/PTFE復合膜及其性能的研究
發(fā)布時間:2022-02-15 00:22
聚四氟乙烯(PTFE)耐酸堿性、不溶于有機溶劑,具有優(yōu)異的不粘性、耐老化性、抗輻射性和熱穩(wěn)定性,成膜性較好,廣泛應用于過濾、分離等領(lǐng)域。近年來,PTFE的親疏水和抗污染改性得到發(fā)展,提高了分離膜的使用效率。磁控濺射技術(shù)因具有高沉積速率、低基底溫度、與基材結(jié)合牢固、相對便宜的沉積方式和易于工業(yè)化等優(yōu)點,逐漸在膜分離領(lǐng)域嶄露頭角。基于此,本文利用磁控濺射技術(shù)在PTFE膜表面沉積納米銀薄膜,并利用原子力顯微鏡(AFM)、X射線能譜分析儀(EDX)、X射線光電子能譜(XPS)和X射線衍射分析(XRD)探究不同濺射工藝參數(shù)對復合膜的表面微觀形貌、元素組成和晶態(tài)結(jié)構(gòu)的影響。通過場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FE-SEM)、孔隙率、孔徑、接觸角、水通量、截留率等測試,探討磁控濺射工藝參數(shù)對膜結(jié)構(gòu)和性能的影響,結(jié)果表明沉積的納米粒子在多孔膜表面以島狀方式生長,納米銀在PTFE微孔膜表面先成核后連續(xù)堆積成納米薄膜;隨濺射時間增加,膜表面顆粒尺寸逐漸增加,表面由凹凸逐漸平滑。復合膜厚度增加,膜潤濕性增加,XPS和EDX測試結(jié)果表明,部分銀粒子會存在于PTFE微孔膜表面、膜孔內(nèi)及其孔壁中。隨著濺射時間增加,復合膜表...
【文章來源】:天津工業(yè)大學天津市
【文章頁數(shù)】:70 頁
【學位級別】:碩士
【圖文】:
圖2-1?BSA牛血清蛋白標準工作曲線??
?1.0??Absorbance??圖2-1?BSA牛血清蛋白標準工作曲線??(2)吸附效果測試??將膜剪成4?X?4cm后清洗去除雜質(zhì),放入容量相同的五支試管內(nèi),分別加入??10mL的lg/L的BSA溶液,恒溫浸泡24h后,取出試管中的膜,測試試管中BSA??溶液在280nm處的吸光度。再對照標準曲線圖查出吸附后溶液的濃度。由公式??可得出膜對BSA的吸附量〇[52】:??^?lOOOOOOCCoyo-Cil/i)??Q?=?公式(2-5)??其中Q為膜吸附蛋白質(zhì)的量(pg/cm2);?〇)為BSA溶液原液的濃度(g/L);?Q??為吸附后溶液的濃度(g/L);?VG為蛋白溶液的體積(L);?A為膜的表面積(cm2)。??16??
第二章磁控濺射工藝對復合膜結(jié)構(gòu)和性能的影響??圖2-2?PTFE原膜與磁控派射鍍Ag膜接觸角M0(原膜)Ml(lmin)?M2(5min)??M3(?1?Omin)M4(?15min)??Fig.2-2?The?initial?water?contact?angles?of?virgin?PTFE?membrane?and?Ag-coated?PTFE??membranes?M0(virgin?PTFE)?Ml(lmin)?M2(5min)?M3(10min)M4(15min)??純水接觸角是表征微孔膜表面親疏水性能的一個重要方法,材料表面親疏水??性不僅與材料本身化學特性有關(guān),還與其物理性質(zhì)有關(guān)。在固-液吸附理論中,??提到固體的比表面積(單位質(zhì)量吸附劑具有的總表面積)越大,吸附能力越強%。.??如圖2-2所示,測量的PTFE膜為疏水性膜,是因為PTFE材料表面能較低,??表面有一定的粗植度。從圖中可以看到,當派射時間從增加到15min時(a-e?),??膜表面接觸角從140°‘降低到+]12°,納米銀膜沉積降低復合膜表面的接觸角,提??高膜了表面的潤濕性。PTFE表面派射納米顆粒改變其物理和化學特性,經(jīng)過濺??射后
【參考文獻】:
期刊論文
[1]原子吸收光譜法在測定水中重金屬的應用[J]. 鄒可可,彭博. 世界有色金屬. 2016(15)
[2]親水性聚四氟乙烯微孔膜的制備研究[J]. 黎鵬,范凌云,費傳軍. 化工新型材料. 2016(03)
[3]基底的結(jié)構(gòu)形態(tài)與磁控濺射織物導電性能的關(guān)系[J]. 王盼盼,葛明橋,朱亞楠,陳世明. 化工新型材料. 2015(10)
[4]Cr/Ag納米多層薄膜膜-基結(jié)合強度及摩擦學性能研究[J]. 胡明,張立平,高曉明,伏彥龍,楊軍,翁立軍. 摩擦學學報. 2012(06)
[5]超聲波在線監(jiān)測卷式反滲透膜污染及清洗[J]. 安耿宏,林捷斌,李賢輝,王虹,李建新,菅喜岐,靖大為. 膜科學與技術(shù). 2012(01)
[6]金屬薄膜電阻特性與厚度測量[J]. 潘李宜基. 大學物理實驗. 2011(01)
[7]聚四氟乙烯微孔膜的改性進展[J]. 周洋,楊青芳,張恒. 材料開發(fā)與應用. 2011(01)
[8]超濾膜污染的光學在線監(jiān)測和阻力分布研究[J]. 金鵬康,張志剛,王繼斌,王曉昌. 環(huán)境科學與技術(shù). 2010(10)
[9]超聲技術(shù)結(jié)合小波分析在線監(jiān)測中空纖維膜污染及其可視化研究[J]. 李建新,許新成,徐妮妮,張玉忠. 膜科學與技術(shù). 2010(02)
[10]膜技術(shù)在水處理中的應用及膜材料研究進展[J]. 何小娟,楊再鵬,黨海燕,陳石登,彭海珠,盧姝,莫馗,梁燕. 化工環(huán)保. 2004(03)
博士論文
[1]納米銀及其復合抗菌材料的研究[D]. 胡云睿.華南理工大學 2013
[2]滌綸基布表面磁控濺射納米銅膜及性能研究[D]. 孟靈靈.江南大學 2013
[3]表面沉積納米二氧化鈦紡織材料的制備及其性能研究[D]. 徐陽.江南大學 2009
[4]聚四氟乙烯膜拉伸成孔機理及其彈性復合膜研究[D]. 黃機質(zhì).東華大學 2008
碩士論文
[1]膜分離技術(shù)處理丙烯腈廢水實驗研究[D]. 劉華云.東北石油大學 2015
[2]PTFE平板微孔膜的超疏水改性及其在膜蒸餾中的應用[D]. 王燕敏.浙江理工大學 2015
[3]磁控濺射法制備銅薄膜及其超疏水表面改性研究[D]. 殷川.南京理工大學 2013
[4]離子液體萃取光度法測定汞、銅和鐵含量的研究[D]. 鄭直.吉林大學 2011
本文編號:3625534
【文章來源】:天津工業(yè)大學天津市
【文章頁數(shù)】:70 頁
【學位級別】:碩士
【圖文】:
圖2-1?BSA牛血清蛋白標準工作曲線??
?1.0??Absorbance??圖2-1?BSA牛血清蛋白標準工作曲線??(2)吸附效果測試??將膜剪成4?X?4cm后清洗去除雜質(zhì),放入容量相同的五支試管內(nèi),分別加入??10mL的lg/L的BSA溶液,恒溫浸泡24h后,取出試管中的膜,測試試管中BSA??溶液在280nm處的吸光度。再對照標準曲線圖查出吸附后溶液的濃度。由公式??可得出膜對BSA的吸附量〇[52】:??^?lOOOOOOCCoyo-Cil/i)??Q?=?公式(2-5)??其中Q為膜吸附蛋白質(zhì)的量(pg/cm2);?〇)為BSA溶液原液的濃度(g/L);?Q??為吸附后溶液的濃度(g/L);?VG為蛋白溶液的體積(L);?A為膜的表面積(cm2)。??16??
第二章磁控濺射工藝對復合膜結(jié)構(gòu)和性能的影響??圖2-2?PTFE原膜與磁控派射鍍Ag膜接觸角M0(原膜)Ml(lmin)?M2(5min)??M3(?1?Omin)M4(?15min)??Fig.2-2?The?initial?water?contact?angles?of?virgin?PTFE?membrane?and?Ag-coated?PTFE??membranes?M0(virgin?PTFE)?Ml(lmin)?M2(5min)?M3(10min)M4(15min)??純水接觸角是表征微孔膜表面親疏水性能的一個重要方法,材料表面親疏水??性不僅與材料本身化學特性有關(guān),還與其物理性質(zhì)有關(guān)。在固-液吸附理論中,??提到固體的比表面積(單位質(zhì)量吸附劑具有的總表面積)越大,吸附能力越強%。.??如圖2-2所示,測量的PTFE膜為疏水性膜,是因為PTFE材料表面能較低,??表面有一定的粗植度。從圖中可以看到,當派射時間從增加到15min時(a-e?),??膜表面接觸角從140°‘降低到+]12°,納米銀膜沉積降低復合膜表面的接觸角,提??高膜了表面的潤濕性。PTFE表面派射納米顆粒改變其物理和化學特性,經(jīng)過濺??射后
【參考文獻】:
期刊論文
[1]原子吸收光譜法在測定水中重金屬的應用[J]. 鄒可可,彭博. 世界有色金屬. 2016(15)
[2]親水性聚四氟乙烯微孔膜的制備研究[J]. 黎鵬,范凌云,費傳軍. 化工新型材料. 2016(03)
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[4]Cr/Ag納米多層薄膜膜-基結(jié)合強度及摩擦學性能研究[J]. 胡明,張立平,高曉明,伏彥龍,楊軍,翁立軍. 摩擦學學報. 2012(06)
[5]超聲波在線監(jiān)測卷式反滲透膜污染及清洗[J]. 安耿宏,林捷斌,李賢輝,王虹,李建新,菅喜岐,靖大為. 膜科學與技術(shù). 2012(01)
[6]金屬薄膜電阻特性與厚度測量[J]. 潘李宜基. 大學物理實驗. 2011(01)
[7]聚四氟乙烯微孔膜的改性進展[J]. 周洋,楊青芳,張恒. 材料開發(fā)與應用. 2011(01)
[8]超濾膜污染的光學在線監(jiān)測和阻力分布研究[J]. 金鵬康,張志剛,王繼斌,王曉昌. 環(huán)境科學與技術(shù). 2010(10)
[9]超聲技術(shù)結(jié)合小波分析在線監(jiān)測中空纖維膜污染及其可視化研究[J]. 李建新,許新成,徐妮妮,張玉忠. 膜科學與技術(shù). 2010(02)
[10]膜技術(shù)在水處理中的應用及膜材料研究進展[J]. 何小娟,楊再鵬,黨海燕,陳石登,彭海珠,盧姝,莫馗,梁燕. 化工環(huán)保. 2004(03)
博士論文
[1]納米銀及其復合抗菌材料的研究[D]. 胡云睿.華南理工大學 2013
[2]滌綸基布表面磁控濺射納米銅膜及性能研究[D]. 孟靈靈.江南大學 2013
[3]表面沉積納米二氧化鈦紡織材料的制備及其性能研究[D]. 徐陽.江南大學 2009
[4]聚四氟乙烯膜拉伸成孔機理及其彈性復合膜研究[D]. 黃機質(zhì).東華大學 2008
碩士論文
[1]膜分離技術(shù)處理丙烯腈廢水實驗研究[D]. 劉華云.東北石油大學 2015
[2]PTFE平板微孔膜的超疏水改性及其在膜蒸餾中的應用[D]. 王燕敏.浙江理工大學 2015
[3]磁控濺射法制備銅薄膜及其超疏水表面改性研究[D]. 殷川.南京理工大學 2013
[4]離子液體萃取光度法測定汞、銅和鐵含量的研究[D]. 鄭直.吉林大學 2011
本文編號:3625534
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