1. 研究目的与意义

近年来,随着膜分离技术的发展，膜分离技术在各种场合得到了广泛的应用，如污水处理、光降解、油水分离、离子交换树脂等^[1,2]，对膜材料的性能要求也越来越高。其中聚偏氯乙烯得到了广泛的关注，聚偏氯乙烯是一种很好的超滤膜材料，它具有优异的耐化学性、热稳定性、高机械强度、高疏水性^[3]，但由于自身条件限制，将其制备成超滤膜进行水处理时，容易吸附原料液中的有机质及细菌等污染物，在膜表面形成一种较为严重的膜污染，影响膜的使用寿命，因此，制备一种具有亲水抗菌双重性能的pvdf超滤膜有非常重要的意义^[4]。

scr催化剂一种脱硝催化剂，该类催化剂的成分主要由v₂o₅(wo₃)、fe₂o₃、cuo、crox、mnox、mgo、moo₃、nio等金属氧化物或起联合作用的混和物构成，通常以tio₂、al₂o₃、zro₂、sio₂、活性炭（ac）等作为载体^[5]，与scr系统中的液氨或尿素等还原剂发生还原反应，目前成为了电厂scr脱硝工程应用的主流催化剂产品^[6]。但该催化剂使用寿命短，因此造成大量的浪费，如何处理这些催化剂成了一个问题^[7]。我们对其主要成分进行研究，发现其主要成分如tio₂等成分仍然具有不可估量的作用，tio_２的禁带宽度为3.2ev，相当于波长为387．5nm的光子能量。当受到波长小于或等于38．5nm的光线照射时，tio_２价带中的电子就会被激发到导带形成高活性电子e^－，同时在价带上产生空穴h 。分布在tio_２表面的h 把吸附在表面的oh^－和h_２o氧化成羟基自由基^[8]。而e^－则具有较强的还原能力，可将tio_２表面的o_２还原成超氧离子^[9]。羟基自由基、超氧离子都可与生物大分子如脂类、蛋白质、酶类以及核酸大分子反应，直接或间接起到杀菌作用，因此将scr催化剂与pvdf复合能够有效提高其抗菌性能和亲水性能^[10]。

tio_２ 与pvdf复合能有优秀的性能也在其他研究者身上得到验证，如damodar等^[11]将tio_：与聚偏氟乙烯(pvdf)共混制备了pvdf／tio_２复合膜。研究发现tio_：的加入能提高膜表面的亲水性，并能提高膜的通量和渗透性能。抗菌实验表明，pvdf／tio_：复合膜在紫外光的照射下，能很快杀灭膜表面的细菌，并且tio_：含量越高，抑菌效果越明显；但是在无光照的情况下，复合膜不具备抗菌能力。rahimpour等^[12]引用tio₂、pvdf、磺化的聚醚砜(spes)3者共混制备了亲水性和抗污染能力更强的复合膜。tio₂的加入在提高膜表面亲水性的同时，减少了膜表面的孔径和亚层厚度。抗菌实验结果同样表明，在紫外光的照射下，复合膜具有较好的杀菌能力。

2. 研究内容和预期目标

1、实验阶段

１. 查阅文献，了解超滤膜材料研究进展，总结经验，初步确定反应条件，成膜方法。

２. 通过实验，探究具体反应条件与pvdf／ＰＶＰ／ＳＣＲ含量对超滤膜各项性能的影响，确定其最佳配比，为之后的工艺设计做前期的准备。

3. 研究的方法与步骤

１、实验前的准备

由导师确定研究方向，通过查阅文献，确定使用的原料、大致的配方比例、配方的大概比例。确定使用dmac为溶剂，pvp为制孔剂，pvd为基膜，scr催化剂为抗菌剂，这pvdf和scr催化剂两种材料都是导师从工厂拿来的工厂的废料，属于是回收再利用，这是本实验的一个比较的创新点。为了scr催化剂能够更好分散在体系中，必须将其研磨成400以上。由于pvdf膜材料是废弃的膜，所以其中有许多杂质，由于它已经是一种成膜材料，所以能够均匀分散在dmac中，后加的pvp可能破坏这种平衡，可能会造成絮凝，所以pvp要在其完全溶解才加入，且要在加热的条件下溶解，最后形成均匀的溶胶。由于溶胶中有气泡，所以得在真空烘箱中脱泡4个小时，最后倒在平板膜上刮膜，放入去离子水中成型。

２、抗菌超滤膜配方的制备

4. 参考文献

[1] 盖军, 冯阳阳, 柴鹏, et al. pvdf/tio2电纺纤维膜在光降解和油水分离方面的应用[j]. 功能高分子学报, 2021, 34(5): 483-489.

[2] 程浩, 陈文翔, 诸葛祥群, et al. pvdf/分子筛离子交换膜制备与盐差发电性能研究[j]. 膜科学与技术, 2022, 42(5): 94-101,112.

[3] 周扬, 袁怡, 邹意义, et al. pvdf复合膜的制备及其在水处理中的应用研究进展[j]. 化工环保, 2023, 43(1): 18-24.

5. 计划与进度安排

(1) 2024-2024-1学期17-20周~2024-2024-2学期第1周~第2周（2024-3-1~2024-3-12），查阅资料，准备开题报告，外文论文翻译；

(2) 第3周~第5周（2024-3-15~4-2），技术路线设计、实验；

(3) 第6周~第9周（2024-4-5~4-30），超滤膜配方的确定、加工工艺参数；性能检测与优化；