【摘 要】
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聚偏氟乙烯（PVDF）具有良好的耐化学腐蚀性、耐高温性、耐氧化性等性能。然而PVDF具有较强的疏水性,导致水处理领域用PVDF膜亲水性能差、易被污染,从而缩短膜的使用寿命。纳米TiO2虽具有超亲水性、光催化性能优异,但需经紫外光激发后才具有一定的抗菌性能,且难以回收。本文首先通过对纳米TiO2粒子进行金属离子掺杂改性研究,增强纳米TiO2的光催化活性,提高可见光下抗菌性能。其次采用共混改性制备抗菌
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聚偏氟乙烯（PVDF）具有良好的耐化学腐蚀性、耐高温性、耐氧化性等性能。然而PVDF具有较强的疏水性,导致水处理领域用PVDF膜亲水性能差、易被污染,从而缩短膜的使用寿命。纳米TiO2虽具有超亲水性、光催化性能优异,但需经紫外光激发后才具有一定的抗菌性能,且难以回收。本文首先通过对纳米TiO2粒子进行金属离子掺杂改性研究,增强纳米TiO2的光催化活性,提高可见光下抗菌性能。其次采用共混改性制备抗菌性PVDF分离膜,研究过渡金属掺杂TiO2纳米粒子对膜的结构、过滤、抗菌和抗有机污染性能的影响。研究内容如下:（1）通过溶胶-凝胶法制备纳米Zn-TiO2粒子。探究煅烧温度和Zn/Ti的摩尔比对纳米TiO2的结构及抗菌性能的影响。结果表明:当煅烧温度为500℃、Zn/Ti摩尔比为9:2时制备的纳米Zn-TiO2粒子对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌具有最佳的抗菌性能。（2）通过溶液相转化法制备Zn-TiO2/PVDF分离膜。利用Zn-TiO2改性纳米粒子的亲水性和抗菌性,将其作为亲水性抗菌剂添加,共混制备Zn-TiO2/PVDF膜。探究了Zn-TiO2纳米粒子添加量的不同对PVDF膜的结构和性能的影响。结果表明:Zn-TiO2改性纳米粒子的掺杂量为2.5 wt%的膜M4的各项综合性能达到最优,纯水通量为433.69 L/（m~2·h）,比原膜M0提高了54.0%;水接触角为58.6°,比原膜M0降低了38.5%;机械性能比原膜M0提高了22.7%;对两种菌种均具有一定的杀菌性,且抗BSA有机污染性能良好。很显然,在PVDF膜中掺杂一定量的Zn-TiO2改性纳米粒子,能有效提高PVDF分离膜的过滤性能、抗菌性能以及抗BSA有机污染性能。（3）为进一步改善PVDF膜的抗菌性能,制备了Zn/Mo-TiO2/PVDF复合膜。首先将Zn2+和Mo6+共掺杂改性纳米TiO2以增加其抗菌性能,将双掺杂改性后的纳米粒子共混改性制备PVDF膜。探究了Zn/Mo-TiO2复合粒子添加量的不同对PVDF平板膜的结构和性能的影响。结果表明:Zn/Mo-TiO2复合粒子的掺杂量为2.0 wt%的膜MG4的各项综合性能最优:纯水通量由292.3 L/（m~2·h）提高到490.1L/（m~2·h）;水接触角由97.4°降低到53.5°;孔隙率高达80.4%,机械强度提升了28.9%;此外,膜MG4的抑菌率强于膜M4,且具有良好的光催化降解效率和自清洁性。
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