近年來,膜分離技術(shù)被認為是廢水處理的一項主要技術(shù),伴隨此項技術(shù)的污染問題則成為限制其分離效率和使用壽命的巨大挑戰(zhàn)。然而,表面功能化改性技術(shù)能賦予膜材料良好的抗污染性能,為解決膜污染問題提供了一種新方法。本工作以多巴胺（DA）仿生表面改性技術(shù)二次功能化和快速共沉積特點,通過引入不同功能性涂層,在膜表面建立基于被動防御機理或者主動抗菌機理的抗污染層。其中,親水性聚合物與水分子之間的相互作用促進膜表面形成具有被動防御作用的水化層,從而降低油滴粘附。納米粒子或者聚季銨鹽的主動抗菌能力可以抑制微生物生長,進而緩解微生物污染。實現(xiàn)了針對油滴和微生物污染的聚偏氟乙烯（PVDF）膜設計。首先,基于可控/活性RAFT聚合和磺化反應制備巰基化磺酸甜菜堿型超支化聚兩性離子（HPS）,利用末端巰基與聚多巴胺（PDA）之間的邁克爾加成反應對PVDF膜進行親水改性,分析水化層效應產(chǎn)生的被動防御策略在抗油污染方面的應用。HPS良好的水化能力促進PVDF膜表面形成穩(wěn)定的水化層,改性膜親水性得到明顯改善,純水接觸角僅為52.7°,遠低于未改性膜。水化層的存在可以限制油滴在膜表面粘附,水下油接觸角大于150°。在正己烷油... 

【文章頁數(shù)】：131 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 膜分離技術(shù)
    1.2 膜污染與抗污染策略
        1.2.1 膜污染分類
        1.2.2 膜污染機理
        1.2.3 抗污染機理
    1.3 抗污染材料
        1.3.1 抗污染材料在膜改性方面的應用
        1.3.2 可控/活性自由基聚合在膜改性方面的應用
    1.4 抗污染膜改性方法
        1.4.1 物理改性
        1.4.2 化學改性
    1.5 貽貝仿生表面改性技術(shù)
        1.5.1 多巴胺簡介
        1.5.2 聚多巴胺簡介
        1.5.3 聚多巴胺在膜改性方面的應用
    1.6 課題研究目的及主要內(nèi)容
        1.6.1 課題研究目的
        1.6.2 課題主要研究內(nèi)容
第二章 仿生介導超支化聚兩性離子制備油水乳液分離膜
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 材料與試劑
        2.2.2 實驗主要儀器
        2.2.3 試劑的精制
        2.2.4 巰基化超支化聚兩性離子的合成
        2.2.5 聚合物結(jié)構(gòu)表征
        2.2.6 改性膜制備過程
        2.2.7 膜表面結(jié)構(gòu)表征
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 聚合物化學結(jié)構(gòu)
        2.3.2 膜表面化學組成
        2.3.3 膜表面形貌
        2.3.4 膜表面親水性
        2.3.5 滲透性能及分離性能
    2.4 本章小結(jié)
第三章 仿生介導超支化聚丙烯酰嗎啉制備油水乳液分離膜
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 材料與試劑
        3.2.2 實驗主要儀器
        3.2.3 超支化聚丙烯酰嗎啉的合成
        3.2.4 聚合物結(jié)構(gòu)表征
        3.2.5 改性膜制備過程
        3.2.6 膜結(jié)構(gòu)與性能表征
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 聚合物化學結(jié)構(gòu)
        3.3.2 膜表面化學組成
        3.3.3 膜表面形貌
        3.3.4 膜表面親水性
        3.3.5 水下油粘附性能
        3.3.6 靜態(tài)蛋白吸附行為
        3.3.7 滲透性能及分離性能
    3.4 本章小結(jié)
第四章 仿生固定HPA/Ag制備抗生物污染分離膜
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 材料與試劑
        4.2.2 實驗主要儀器
        4.2.3 改性膜制備過程
        4.2.4 膜結(jié)構(gòu)與性能表征
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 膜表面化學組成
        4.3.2 膜表面形貌
        4.3.3 膜表面親水性能
        4.3.4 滲透性能
        4.3.5 靜態(tài)蛋白吸附行為
        4.3.6 抑菌性能
        4.3.7 Ag~+釋放量
        4.3.8 長期抑菌性能
    4.4 本章小結(jié)
第五章 聚季銨鹽仿生共沉積制備抗生物污染分離膜
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 材料與試劑
        5.2.2 實驗主要儀器
        5.2.3 4-氰基-4-(三硫代十二烷酰)硫烷基戊酸的制備
        5.2.4 聚季銨鹽的合成
        5.2.5 聚合物結(jié)構(gòu)表征
        5.2.6 改性膜制備過程
        5.2.7 膜結(jié)構(gòu)與性能表征
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 聚季銨鹽化學結(jié)構(gòu)
        5.3.2 膜表面DA/PQAC共沉積量
        5.3.3 DA/PQAC共沉積量對膜性能影響
        5.3.4 DA/PQAC沉積過程
        5.3.5 膜表面化學結(jié)構(gòu)
        5.3.6 膜表面形貌
        5.3.7 親水性能及滲透性能
        5.3.8 膜表面荷電性
        5.3.9 分離性能及抗污染性能
        5.3.10 抑菌性能
    5.4 本章小結(jié)
第六章 全文總結(jié)
參考文獻
發(fā)表論文及參與科研情況
致謝



本文編號：3678379