基于掃描探針顯微術(shù)的超濾膜表征方法研究.pdf

1、超濾作為典型的膜分離技術(shù)在環(huán)保、醫(yī)療、食品、生物和污水處理等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值，超濾膜是其中的關(guān)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(gè)重要指標(biāo)。本文針對(duì)實(shí)際應(yīng)用需求，結(jié)合掃描探針顯微鏡（SPM）技術(shù)，在真空和大氣環(huán)境下對(duì)超濾膜的表面形貌和抗污性的表征機(jī)理和方法進(jìn)行了系統(tǒng)研究，提出了解決現(xiàn)有表征技術(shù)存在問(wèn)題的多種思路和方法。這對(duì)于超濾膜的研制、生產(chǎn)和加工具有重要的指導(dǎo)意義。論文的主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)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(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)影響抗污性的多種因素進(jìn)行了對(duì)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(shè)計(jì)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(zhǔn)確度，設(shè)計(jì)了測(cè)頭部分、樣品加持裝置和彈簧─阻尼隔振系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，編寫了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和圖像處理軟件，

3、最終實(shí)現(xiàn)了超濾膜形貌信息的拾取。實(shí)驗(yàn)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(biāo)定方法，測(cè)量了蛋白和超濾膜之間的黏附力。評(píng)價(jià)了污染物與超濾膜之間粘附力的影響。實(shí)驗(yàn)研究了適用于超濾膜抗污性表征的二維力曲線測(cè)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(xué)模型，提出了超聲原子力顯微鏡（UAFM）同時(shí)測(cè)量表面形貌和作用力的表征方法。提出了靜電力顯微鏡（E