超支化PVDF/ATP-PAMAM复合膜的制备及其重金属离子吸附性能研究

发布时间：2022-12-23 19:21

　　PVDF分离膜具有良好的化学稳定性和热稳定性,广泛应用于水处理领域。凹凸棒土（ATP）作为天然纳米无机物,具有比表面积大、吸附效果好等特点,可应用于重金属离子吸附研究领域。聚酰胺-胺（PAMAM）超支化聚合物拥有大量胺基、酰胺基和羰基等官能团,且其数量随其代数的增加而增加,分子内存在空腔,可吸附、螯合和包裹重金属离子。本文针对水体中重金属离子污染问题,以PVDF分离膜为基体,以PAMAM为有机改性剂,ATP为无机吸附材料,制备具有重金属离子吸附能力的功能复合膜。（1）通过Michael加成及酰胺化反应,循环发散制得超支化PAMAM聚合物。进而,采用界面聚合法,以PVDF膜为基体,以PAMAM为水相单体,均苯三甲酰氯（TMC）为油相单体,制备了不同PAMAM代数的表面改性的超支化PAMAM/PVDF复合膜。研究表明,PAMAM拥有超支化大分子的空腔规整结构,粒径均一稳定,表面游离态氨基成指数增加；复合膜呈现独特“类支化”多孔结构,支化层保持了0-5gm的表面厚度,亲水性有了很大提升,PVDF/G3.0-PAMAM初始瞬时接触角可达到39.40,复合膜对Ni2+、Cu2+、Cd2+的吸附能... 

【文章页数】：104 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
学位论文的主要创新点
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 重金属离子污染现状及处理方法
        1.1.1 重金属离子污染现状
        1.1.2 重金属离子去除方法
    1.2 凹凸棒土概述
        1.2.1 凹凸棒土的结构和性质
        1.2.2 凹凸棒土的改性研究
    1.3 超支化聚合物概述
        1.3.1 超支化聚合物的结构特征
        1.3.2 PAMAM树形分子
    1.4 功能化改性膜材料研究现状
        1.4.1 表面改性膜
        1.4.2 有机/无机杂化膜
        1.4.3 变层功能组合膜
    1.5 本课题的研究目的及主要内容
        1.5.1 本课题的研究目的与意义
        1.5.2 本课题研究的主要内容
第二章 PVDF/PAMAM复合膜的制备及其性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验药品与原料
        2.2.2 实验仪器
        2.2.3 PVDF/PAMAM复合膜的制备
        2.2.4 复合膜的结构表征与性能研究
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 PAMAM的结构分析
        2.3.2 PAMAM粒径分布
        2.3.3 PAMAM的分子量及分子量分布
        2.3.4 PVDF/PAMAM膜的红外谱图分析
        2.3.5 PVDF/PAMAM膜的XPS分析
        2.3.6 PVDF/PAMAM膜的SEM
        2.3.7 PVDF/PAMAM膜的亲水性
        2.3.8 PVDF/PAMAM膜的纯水通量
        2.3.9 PVDF/PAMAM膜的重金属离子吸附性能
    2.4 本章小结
第三章 PVDF/ATP-g-PAMAM杂化膜的制备及其性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验药品与原料
        3.2.2 实验仪器
        3.2.3 超支化ATP-g-PAMAM的制备
        3.2.4 PVDF/ATP-g-PAMAM杂化膜的制备
        3.2.5 ATP-g-PAMAM的结构表征与性能研究
        3.2.6 膜的表征与性能测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 ATP的FT-IR分析
        3.3.2 ATP的XRD分析
        3.3.3 ATP的TG分析
        3.3.4 改性ATP的TEM
        3.3.5 改性ATP的XPS
        3.3.6 改性ATP的元素分析
        3.3.7 ATP的吸附容量及热力学研究
        3.3.8 杂化膜的红外光谱分析
        3.3.9 杂化膜的微观形貌及亲水性
        3.3.10 杂化膜的纯水通量分析
        3.3.11 杂化膜的重金属离子吸附性能分析
    3.4 本章小结
第四章 PVDF/SA/ATP共固定组合膜的制备及其性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验药品与原料
        4.2.2 实验仪器
        4.2.3 PVDF/SA共固定ATP组合膜的制备
        4.2.4 PVDF/SA共固定ATP组合膜的结构与性能探究
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 PVDF/SA/ATP组合膜的微观形貌
        4.3.2 PVDF/SA/ATP组合膜的亲水性分析
        4.3.3 PVDF/SA/ATP组合膜的纯水通量分析
        4.3.4 PVDF/SA/ATP组合膜的力学性能
        4.3.5 PVDF/SA/ATP组合膜的重金属离子吸附性能
    4.4 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 研究结论
    5.2 研究展望
参考文献
硕士生期间发表论文和参加科研情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]两步接枝聚合法对PVDF中空纤维微孔膜的亲水化改性研究[J]. 林韩韩,李倩,王晓琳.  水处理技术. 2013(04)
[2]预辐照聚偏氟乙烯粉体接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯[J]. 张敬,王敏,蒲长永,马红娟,曹长青,姚思德.  核技术. 2009(06)
[3]热处理对凹凸棒石结构、形貌和表面性质的影响[J]. 陈天虎,王健,庆承松,彭书传,宋垠先,郭燕.  硅酸盐学报. 2006(11)
[4]环氧树脂/凹凸棒土复合材料的分散和力学性能研究[J]. 康文韬,武龙,沈宁祥.  中国塑料. 2002(10)
[5]自组装超薄膜:从纳米层状构筑到功能组装[J]. 吴涛,张希.  高等学校化学学报. 2001(06)
[6]分子沉积膜[J]. 沈家骢,张希,孙轶鹏.  自然科学进展. 1997(01)
[7]功能性超薄有序分子沉积膜的制备及其结构研究[J]. 高芒来,孔祥兴,张希,沈家骢.  高等学校化学学报. 1993(08)



本文编号：3725286