论文中文题名: | 银颗粒-活性炭复合 纤维膜制备方法及其性能研究 |
姓名: | |
学号: | 19205016017 |
保密级别: | 公开 |
论文语种: | chi |
学科代码: | 080201 |
学科名称: | 工学 - 机械工程 - 机械制造及其自动化 |
学生类型: | 硕士 |
学位级别: | 工学硕士 |
学位年度: | 2022 |
培养单位: | 西安科技大学 |
院系: | |
专业: | |
研究方向: | 增材制造 |
第一导师姓名: | |
第一导师单位: | |
论文提交日期: | 2022-06-23 |
论文答辩日期: | 2022-06-02 |
论文外文题名: | Study on preparation method and properties of silver particle-activated carbon composite fiber membrane |
论文中文关键词: | |
论文外文关键词: | Electrospinning ; Filter Material ; Silver Nanoparticles ; Microstructure ; Performance Analysis |
论文中文摘要: |
随着静电纺丝技术的深入研究,可通过静电纺丝技术直接制备出孔隙率高、比表面积大、直径小的纳米纤维材料。当前,如何制备高效吸附抑菌纳米过滤材料的研究仍是一个亟待攻克的工程难题。为此,本文采用静电纺丝技术制备出同时兼备良好机械强度、吸附与抗菌性能的功能型银颗粒-活性炭复合纳米纤维材料。主要研究内容如下: 首先,通过静电纺丝技术多次制备银颗粒-活性炭复合纳米纤维膜,完善电纺过程中银浓度、接收距离、电压等参数范围的选取,并采用控制变量法分析上述参数对银颗粒-活性炭复合纳米纤维膜直径及形貌的影响。在此基础上,为制得形貌良好的银颗粒-活性炭复合纳米纤维膜,采用正交试验设计、响应面设计以及BP+GA设计三种优化方法确定影响复合纳米纤维膜直径的最优工艺参数组合,并得到对应纤维直径的最优解。 其次,为保证银颗粒-活性炭复合纳米纤维膜在使用过程中的强度,对其进行力学拉伸实验,分别设计银/活性炭浓度比(2:5、1:1、5:2)和EVOH质量分数(7.5%、10%、12.5%)指标分析银颗粒-活性炭复合纳米纤维膜的力学性能。结果表明:在相同EVOH质量分数条件下,活性炭浓度高于银浓度时,对应纳米纤维膜整体抗拉强度和屈服强度大;同一银/活性炭浓度比条件下,随EVOH质量分数增大,杨氏模量亦增大。 最后,对银颗粒-活性炭复合纳米纤维膜进行吸附性能(对铜离子)和抗菌性能(对金葡菌)的检测。实验结果表明:银颗粒-活性炭复合纳米纤维膜对铜离子具有良好的吸附性能,其吸附更符合Langmuir模型;银颗粒-活性炭复合纳米纤维膜对金葡菌具有高效、持久的抗菌效果。因此,上述研究验证了该复合纳米纤维膜可作为一种具有良好吸附、持续抗菌的新型过滤材料来使用。 |
论文外文摘要: |
With the further study of electrospinning technology, nanofibers with high porosity, large specific surface area and small diameter can be prepared by electrospinning technology directly. At present, how to prepare efficient adsorption antibacterial nano filtration materials is still an urgent engineering problem. Therefore, in this paper, the functional silver-activated carbon composite nanofibers with good mechanical strength, adsorption and antibacterial properties were prepared by electrospinning. The main research contents are as follows. Firstly, Firstly, the silver particle-activated carbon composite nanofiber membrane is prepared by electrospinning technology for many times, and the selection of silver concentration, receiving distance, voltage and other parameters in the electrospinning process is improved. The influence of above parameters on the diameter and morphology of silver particle-activated carbon composite nanofiber membrane is analyzed by control variable method. On this basis, in order to obtain the silver particle-activated carbon composite nanofiber membrane with good morphology, orthogonal test design, response surface design and BP+GA design were used to determine the optimal combination of process parameters affecting the diameter of composite nanofiber membrane, and the optimal solution of the corresponding fiber diameter is obtained. Secondly, in order to ensure the strength of silver particle-activated carbon composite nanofiber membrane in the use process, the mechanical tensile test was carried out. The mechanical properties of silver particle-activated carbon composite nanofiber membrane were analyzed by designing silver / activated carbon concentration ratio (2:5, 1:1, 5:2 ) and EVOH mass fraction (7.5 %, 10 %, 12.5 %). The results showed that under the same EVOH mass fraction, when the activated carbon concentration was higher than the silver concentration, the overall tensile strength and yield strength of the corresponding nanofiber membrane were large. Under the same silver/activated carbon concentration ratio, the Young ' s modulus increases with the increase of EVOH mass fraction. Finally, the adsorption properties (for copper ions) and antibacterial properties (for S.aureus) of silver particles-activated carbon composite nanofiber membranes were tested. The experimental results show that the silver particle-activated carbon composite nanofiber membrane has good adsorption performance for copper ions. Its adsorption is more in line with Langmuir model. Silver particles-activated carbon composite nanofiber membrane has an efficient and lasting antibacterial effect on S.aureus. Therefore, the above studies verified that the composite nanofiber membrane could be used as a new filter material with good adsorption and continuous antibacterial. |
参考文献: |
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中图分类号: | TQ340.64 |
开放日期: | 2022-06-24 |