基于掃描探針顯微術的超濾膜表征方法研究.pdf

1、超濾作為典型的膜分離技術在環(huán)保、醫(yī)療、食品、生物和污水處理等領域具有重要的應用價值，超濾膜是其中的關鍵器件。超濾膜的表面形貌和抗污性是直接影響分離效率和使用壽命的兩個重要指標。本文針對實際應用需求，結合掃描探針顯微鏡（SPM）技術，在真空和大氣環(huán)境下對超濾膜的表面形貌和抗污性的表征機理和方法進行了系統(tǒng)研究，提出了解決現(xiàn)有表征技術存在問題的多種思路和方法。這對于超濾膜的研制、生產(chǎn)和加工具有重要的指導意義。論文的主要工作和創(chuàng)新點包括：

2、>　　1.研究和探索了超濾膜表征理論和方法，提出了基于超高真空掃描隧道顯微鏡的超濾膜表面形貌表征方法和基于大氣環(huán)境下原子力顯微鏡的超濾膜抗污性表征方法，并就實驗結果對影響抗污性的多種因素進行了對比和分析。
　　2.研究了適用于超濾膜特性表征的超高真空掃描隧道顯微鏡系統(tǒng)，設計了新型隧道電流提取電路和反饋控制電路，提高了隧道電流的采樣準確度，設計了測頭部分、樣品加持裝置和彈簧─阻尼隔振系統(tǒng)的機械結構，編寫了實時數(shù)據(jù)采集和圖像處理軟件，

3、最終實現(xiàn)了超濾膜形貌信息的拾取。實驗研究了超高真空環(huán)境下超濾膜表面形貌的表征方法。
　　3.提出了修飾不同蛋白的AFM探針彈性系數(shù)的可溯源標定方法，測量了蛋白和超濾膜之間的黏附力。評價了污染物與超濾膜之間粘附力的影響。實驗研究了適用于超濾膜抗污性表征的二維力曲線測量方法。
　　4.建立了探針諧振頻率的變化量與所受作用力之間的數(shù)學模型，提出了超聲原子力顯微鏡（UAFM）同時測量表面形貌和作用力的表征方法。提出了靜電力顯微鏡（E