【毕业设计】β-环糊精改性pvdf超滤膜的制备及性能评价2

2017/12/27,环糊精改性PVDF超滤膜的制备及性能评价,汇报人：姚芹 2011级应用化学 学号：1104020208指导老师：余宗学,2017/12/27,汇报提纲,2、研究目的及意义,PVDF,耐辐射性,耐热性,化学稳定性,易成膜,表面能低，易被污染，造成通量的下降，重复使用性降低,对PVDF膜的亲水化改性研究是当前的发展方向,1 G.-d. Kang, Y.-m. Cao, Application and modification of poly(vinylidene fluoride) (PVDF) membranes A review, Journal of Membrane Science, 463 (2014) 145-165.,目的及研究意义,背景：水资源匮乏，污染严重； 膜处理是“21世纪的水处理技术”。,目的及研究意义,1. 环糊精具有“内腔疏水, 外壁亲水”的特殊结构和性质,3. -环糊精价廉易得, 应用最广,2. 与重金属离子和有机分子形成包结络合物, 广泛应用于环境污染物的吸附,Chin. J. Org. Chem. 2014, 34, 15491572,2017/12/27,改性方法,改性方法：,共混改性 ：纳米粒子的团聚现象，纳米粒子在PVDF 膜中分布不均，降低了其改性效率表面涂覆法：主要问题是涂覆层并不稳定，其可能在 操作和清洗过程中由于PVDF膜和涂覆层 之间相对弱的物理吸附作用而被冲掉表面接枝法：可以解决改性剂与膜连接不稳定的问题， 改性剂与膜表面通过共价键相互连接， 因此提供了长期的化学稳定性,2017/12/27,实验设计,制备PVDF原膜,利用均苯三甲酰氯作为连接体，将环糊精接枝到PVDF超滤膜表面，制备接枝改性超滤膜,对比原膜与改性膜的性能差异,实验设计,2017/12/27,药品及仪器,2017/12/27,原膜制备过程,PVDF粉末溶于DmAC溶液,成孔剂PVP,60，搅拌,铸膜液,静置脱泡,倾倒于玻璃片，刮膜。,在纯水水中浸泡,膜脱落,干燥固化,2017/12/27,2017/12/27,改性膜的制备,2017/12/27,FTIR-ATR,图：原PVDF膜、羟基化PVDF膜，TMC改性PVDF膜，-CD-PVDF膜的FTIR-ATR谱图,2017/12/27,图：原PVDF膜、羟基化PVDF膜，TMC改性 表：吸水率的测试 PVDF膜，-CD-PVDF膜的纯水接触角,接触角和吸水率测试,2017/12/27,膜通量测试,图：膜纯水通量（JW）和BSA溶液的膜通量（JP）,2017/12/27,膜的防污性能,图:PVDF膜和-CD-PVDF膜（2.7%,w/v）在两个周期循环污染实验中的水通量 恢复情况,2017/12/27,膜的防污性能,表:在多周期BSA过滤实验中膜的相对通量减少率（RFR）和通量恢复率（FRR）,2017/12/27,截留率的测定,表: 截留率的测定结果,2017/12/27,膜的形貌,膜的表面和断面SEM形貌：（a1和a2）原始PVDF膜，（b1和b2）脱氟后的PVDF膜，（c1和c2）-CD-PVDF膜（0.9），（D1和d2）-CD-PVDF膜（1.8），（e1和e2）-CD-PVDF膜（2.7）,2017/12/27,膜的形貌,图：原始PVDF膜（a1、b1）和- CD-PVDF膜(1.8%,w/v)（a2和b2) 的2D、3D的AFM 图像,2017/12/27,膜的形貌,图：膜表面粗糙度数据,2017/12/27,结论,通过相转化法制备聚偏氟乙烯（PVDF）平板超滤膜，再利用均苯三甲酰氯（TMC）作为连接体，将-环糊精（-CD）通过界面反应接枝到PVDF超滤膜表面进行改性。膜的改性是由一个简单的浸泡方式来实现的。- CD-PVDF膜与原PVDF膜相比具有较低的水的接触角和较高的吸水率。结果表明，- CD-PVDF膜较原始P