载银TiO2改性PVDF图案膜:性能提升与抑菌性增强

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"载银TiO2改性PVDF图案膜 (2014年)"的研究涉及了纳米材料、聚合物膜科学以及水处理技术等多个IT领域的重要知识点。这篇论文由晨和郭威丽发表于天津工业大学环境与化学工程学院,探讨了如何通过改性聚偏氟乙烯(PVDF)膜来提升其在水处理中的性能。 载银TiO2纳米管(AgTNT)是一种具有优异抗菌特性的纳米材料,其核心在于TiO2纳米管负载银离子(Ag+)。TiO2纳米管自身具有良好的光催化性能,而银离子则有很强的杀菌效果。将两者结合,不仅保持了原有的光催化特性,还增强了材料的抗菌性能,使得PVDF膜在处理含菌水体时能更有效地抑制微生物的生长。 论文中提到的相转化法是制备PVDF/AgTNT平板膜的关键工艺。这是一种常见的聚合物膜制造方法,通过溶剂挥发或凝固,使溶液转化为固态膜。在此过程中,载银TiO2纳米管均匀分散在PVDF铸膜液中,形成复合膜结构,从而改变膜的表面性质和内部微观结构。 SEM(扫描电子显微镜)分析揭示了膜的微结构变化,这对于理解膜的性能至关重要。接触角的测定则反映了膜的亲水性,接触角的下降意味着膜表面更加亲水,有助于降低水分子与膜之间的界面张力,从而提高水通量。 过滤实验中,研究者通过对比纯水通量的变化,评估了膜的分离性能。70%的纯水通量提升表明载银TiO2改性后的图案膜在水过滤效率上有了显著提高。此外,图案化的设计降低了不可逆污染阻力,对于防止膜的污染和堵塞有积极效果。 抑菌实验进一步证明了该膜的抗菌性能。图案膜在过滤HA(可能是有机污染物)时,减少了不可逆污染阻力37.8%,并降低了HA的吸附量42.3%,同时增加了解吸率25.1%。这表明图案化的设计能够减少污染物在膜表面的累积,提高膜的抗生物污染能力。 "载银TiO2改性PVDF图案膜"的研究为提高水处理膜的性能提供了一种创新途径,尤其是在提高亲水性、抗污染性和抑菌性方面。这种改性技术有可能被应用于各种水处理系统,尤其是在需要高效除菌和防污染的场合,如工业废水处理、饮用水净化等领域。