抗微生物污染分离膜的构建及其应用
发布时间：2021-05-15 13:38
膜技术工程化应用过程中存在的膜污染问题,尤其是不可逆的微生物污染,严重影响了分离膜性能和使用寿命,进而影响分离过程的持续性和经济性。针对这一问题,将抗菌剂引入膜表面,开发具有抗菌功能的分离膜已成为主要的研究方向。本文利用具有杀菌效果的金属纳米颗粒（铜、银）和抗细菌黏附效果的聚多巴胺,通过程序式复合型抗菌方法,设计了三种实验方案制备了三种抗菌分离膜,解决了表面接枝法和掺杂手段存在的问题。（1）表面接枝方法需要膜表面具有一定的功能基团或特定的电荷来促进膜与抗菌剂的紧密结合。本文提出了一种简单、快速的“一步”表面接枝方法,即将膜浸泡在含有铜（Ⅱ）离子的多巴胺溶液中,该方法能够控制铜纳米颗粒在膜表面的负载量,且适用范围广,抗菌率高达99%以上,为表面接枝方法提供了一种可行的途径。（2）纳米粒子与膜材料之间相互作用力较弱,容易导致纳米粒子的流失。为解决上述问题,将Ag/Clay纳米颗粒与铸膜液共混,通过相转化的方式制备抗菌PVDF膜的方法。研究发现最优的膜水通量高达为392 L m-2 h-1,相对于原膜,提高了40%,BSA截留率提高了15%,抗菌率...
【文章来源】：烟台大学山东省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 引言
1.2 膜表面微生物污染的生长过程、特性及对分离膜的危害
1.2.1 膜表面微生物污染的生长过程
1.2.2 膜表面微生物污染的特性及危害
1.3 抗菌分离膜的构建策略
1.3.1 抗黏附型抗菌分离膜的构建策略
1.3.2 主动杀伤型抗菌分离膜构建策略
1.3.3 复合型抗菌分离膜的构建策略
1.4 本文的研究思路
1.5 本文选题意义及内容
2 表面螯合铜离子抗菌膜的制备及性能研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 主要的材料和试剂
2.2.2 主要的实验仪器
2.2.3 表面螯合铜离子抗菌膜的制备
2.3 表面螯合铜离子抗菌膜的性能表征方法
2.3.1 膜表面形貌及其元素分析
2.3.2 膜的基本性能测试方法
2.3.3 膜的抗菌性能测试方法
2.4 表面螯合铜离子抗菌膜的结果讨论
2.4.1 表面螯合铜离子条件优化
2.4.2 表面螯合铜离子抗菌膜表面的形貌及其元素分析
2.4.3 表面螯合铜离子抗菌膜的基本性能测试
2.4.4 表面螯合铜离子抗菌膜的抗菌性能测试
2.5 小结
3 银纳米颗粒修饰粘土掺杂抗菌膜的制备及性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 主要的材料和试剂
3.2.2 主要的实验仪器
3.2.3 银纳米颗粒修饰粘土掺杂抗菌膜的制备
3.3 掺杂Ag/Clay纳米颗粒抗菌膜的性能表征方法
3.3.1 膜表面形貌及其元素分析
3.3.2 膜的基本性能测试方法
3.3.3 膜的抗菌性能测试方法
3.3.4 微生物污染对膜的影响
3.4 银纳米颗粒修饰粘土掺杂抗菌膜的结果讨论
3.4.1 改性粘土表面形貌及其元素分析
3.4.2 膜表面形貌及其元素分析
3.4.3 掺杂Ag/Clay纳米颗粒对膜基本性能的影响
3.4.4 掺杂Ag/Clay纳米颗粒对膜性能的影响
3.4.5 掺杂Ag/Clay纳米颗粒PVDF膜抗菌性能的表征
3.4.6 掺杂Ag/Clay纳米颗粒PVDF膜在废水处理中的应用
3.5 小结
4 基于银纳米颗粒构建高性能单臂碳纳米管抗菌分离膜
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 主要的材料和试剂
4.2.2 主要的实验仪器
4.2.3 单臂碳纳米管抗菌分离膜的制备
4.3 掺杂Ag/Clay纳米颗粒抗菌膜的性能表征方法
4.3.1 膜表面形貌及其元素分析
4.3.2 膜的基本性能测试方法
4.3.3 膜的抗菌评价方法
4.4 基于银纳米颗粒构建高性能的单臂碳纳米管抗菌分离膜的结果讨论
4.4.1 Ag/CNT-PA膜的表面形貌及其元素分析
4.4.2 Ag/CNT-PA膜的抗菌性能测试
4.4.3 Ag/CNT-PA膜的性能测试
4.5 小结
5 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
攻读学位期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]两性离子聚合物的抗蛋白质吸附机理及其应用[J]. 慈吉良,康宏亮,刘晨光,贺爱华,刘瑞刚. 化学进展. 2015(09)
[2]有机-无机复合多孔膜制备与应用[J]. 杨皓程,陈一夫,叶辰,万灵书,徐志康. 化学进展. 2015(08)
[3]海水淡化反渗透膜微生物污染及防控研究进展[J]. 郑猛,吴青芸,周浩媛,胡云霞. 膜科学与技术. 2015(01)
[4]固定化溶菌酶的氧化石墨烯/聚醚砜杂化超滤膜制备及抗菌性能研究[J]. 朱军勇,王琼柯,许欣,刘绰绰,刘金盾,张亚涛. 中国工程科学. 2014(07)
[5]新型抑菌Cu2+固载超滤膜的制备及性能表征[J]. 陈培培,徐佳,蒋钰烨,冯晨晨,高从堦. 高等学校化学学报. 2013(03)
[6]两性离子聚合物的生物应用[J]. 刘红艳,周健. 化学进展. 2012(11)
[7]氧化石墨烯复合材料的研究进展[J]. 邓尧,黄肖容,邬晓龄. 材料导报. 2012(15)
[8]抗菌膜表面的构建:现状与挑战[J]. 徐志康,王芳,仰云峰. 膜科学与技术. 2011(03)
[9]季铵盐类高聚物含量对聚季铵盐/聚醚砜共混膜形态结构和性能的影响[J]. 毛健康,王灿,沈新元. 膜科学与技术. 2009(05)
本文编号：3187731
【文章来源】：烟台大学山东省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 引言
1.2 膜表面微生物污染的生长过程、特性及对分离膜的危害
1.2.1 膜表面微生物污染的生长过程
1.2.2 膜表面微生物污染的特性及危害
1.3 抗菌分离膜的构建策略
1.3.1 抗黏附型抗菌分离膜的构建策略
1.3.2 主动杀伤型抗菌分离膜构建策略
1.3.3 复合型抗菌分离膜的构建策略
1.4 本文的研究思路
1.5 本文选题意义及内容
2 表面螯合铜离子抗菌膜的制备及性能研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 主要的材料和试剂
2.2.2 主要的实验仪器
2.2.3 表面螯合铜离子抗菌膜的制备
2.3 表面螯合铜离子抗菌膜的性能表征方法
2.3.1 膜表面形貌及其元素分析
2.3.2 膜的基本性能测试方法
2.3.3 膜的抗菌性能测试方法
2.4 表面螯合铜离子抗菌膜的结果讨论
2.4.1 表面螯合铜离子条件优化
2.4.2 表面螯合铜离子抗菌膜表面的形貌及其元素分析
2.4.3 表面螯合铜离子抗菌膜的基本性能测试
2.4.4 表面螯合铜离子抗菌膜的抗菌性能测试
2.5 小结
3 银纳米颗粒修饰粘土掺杂抗菌膜的制备及性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 主要的材料和试剂
3.2.2 主要的实验仪器
3.2.3 银纳米颗粒修饰粘土掺杂抗菌膜的制备
3.3 掺杂Ag/Clay纳米颗粒抗菌膜的性能表征方法
3.3.1 膜表面形貌及其元素分析
3.3.2 膜的基本性能测试方法
3.3.3 膜的抗菌性能测试方法
3.3.4 微生物污染对膜的影响
3.4 银纳米颗粒修饰粘土掺杂抗菌膜的结果讨论
3.4.1 改性粘土表面形貌及其元素分析
3.4.2 膜表面形貌及其元素分析
3.4.3 掺杂Ag/Clay纳米颗粒对膜基本性能的影响
3.4.4 掺杂Ag/Clay纳米颗粒对膜性能的影响
3.4.5 掺杂Ag/Clay纳米颗粒PVDF膜抗菌性能的表征
3.4.6 掺杂Ag/Clay纳米颗粒PVDF膜在废水处理中的应用
3.5 小结
4 基于银纳米颗粒构建高性能单臂碳纳米管抗菌分离膜
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 主要的材料和试剂
4.2.2 主要的实验仪器
4.2.3 单臂碳纳米管抗菌分离膜的制备
4.3 掺杂Ag/Clay纳米颗粒抗菌膜的性能表征方法
4.3.1 膜表面形貌及其元素分析
4.3.2 膜的基本性能测试方法
4.3.3 膜的抗菌评价方法
4.4 基于银纳米颗粒构建高性能的单臂碳纳米管抗菌分离膜的结果讨论
4.4.1 Ag/CNT-PA膜的表面形貌及其元素分析
4.4.2 Ag/CNT-PA膜的抗菌性能测试
4.4.3 Ag/CNT-PA膜的性能测试
4.5 小结
5 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
攻读学位期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]两性离子聚合物的抗蛋白质吸附机理及其应用[J]. 慈吉良,康宏亮,刘晨光,贺爱华,刘瑞刚. 化学进展. 2015(09)
[2]有机-无机复合多孔膜制备与应用[J]. 杨皓程,陈一夫,叶辰,万灵书,徐志康. 化学进展. 2015(08)
[3]海水淡化反渗透膜微生物污染及防控研究进展[J]. 郑猛,吴青芸,周浩媛,胡云霞. 膜科学与技术. 2015(01)
[4]固定化溶菌酶的氧化石墨烯/聚醚砜杂化超滤膜制备及抗菌性能研究[J]. 朱军勇,王琼柯,许欣,刘绰绰,刘金盾,张亚涛. 中国工程科学. 2014(07)
[5]新型抑菌Cu2+固载超滤膜的制备及性能表征[J]. 陈培培,徐佳,蒋钰烨,冯晨晨,高从堦. 高等学校化学学报. 2013(03)
[6]两性离子聚合物的生物应用[J]. 刘红艳,周健. 化学进展. 2012(11)
[7]氧化石墨烯复合材料的研究进展[J]. 邓尧,黄肖容,邬晓龄. 材料导报. 2012(15)
[8]抗菌膜表面的构建:现状与挑战[J]. 徐志康,王芳,仰云峰. 膜科学与技术. 2011(03)
[9]季铵盐类高聚物含量对聚季铵盐/聚醚砜共混膜形态结构和性能的影响[J]. 毛健康,王灿,沈新元. 膜科学与技术. 2009(05)
本文编号：3187731
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