高效纳米复合反渗透膜中界面水通道的构建及海水淡化性能的研究

发布时间：2022-12-07 03:23

　　以聚酰胺反渗透膜为核心的高效海水淡化技术是解决当前人类社会所面临的淡水资源紧缺问题的关键。然而,由于传统的交联聚酰胺分子结构的限定,使得该海水淡化膜的过滤效率无法进一步提高,造成聚酰胺反渗透膜发展的“瓶颈”问题。本论文以高孔隙率的静电纺纳米纤维膜为基材,以均苯三甲酰氯（TMC）和间苯二胺（MPD）为单体,两相进行界面聚合反应,制备了以交联聚酰胺为过滤层的反渗透膜。同时,对纳米纤维素进行表面接枝化学修饰,并将其引入到反渗透膜的交联聚酰胺分子结构中,在交联聚酰胺本体结构与纳米纤维素表面之间形成界面水通道,促进水分子的快速传输以提高水通量,制备出含有界面水通道的新型纳米纤维复合（TFNC）反渗透膜,并对其优异的脱盐性能进行了测试和表征。其中,纳米纤维素是由竹帛纤维素原料出发,依次通过2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基（TEMPO）和高碘酸钠氧化体系氧化制得双醛纳米纤维素（DANC）;并接枝不同长度的烷基二胺,通过双醛纳米纤维素表面的醛基与胺基的希弗碱反应,最终制得一系列不同烷基支链长度的疏水纳米纤维素。进一步将制得的疏水纳米纤维素引入到界面聚合体系中,在交联聚酰胺分子结构中构建界面水通道,... 

【文章页数】：96 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 本课题的研究背景
    1.2 反渗透膜技术
        1.2.1 聚酰胺反渗透膜的发展概况
        1.2.2 聚酰胺反渗透膜的结构
        1.2.3 聚酰胺反渗透膜的制备方法
        1.2.4 聚酰胺反渗透膜的研究进展
    1.3 本论文的主要研究内容
第2章 纳米纤维素的制备、接枝与表征
    2.1 前言
    2.2 实验原料及试剂
    2.3 实验仪器和设备
    2.4 实验方法
        2.4.1 TEMPO氧化纳米纤维素(TOCN)的制备
        2.4.2 TEMPO氧化纳米纤维素接枝二胺(aminoalky-g-TOCN)的合成
        2.4.3 双醛纳米纤维素(DANC)的制备
        2.4.4 双醛纳米纤维素接枝长链烷基铵(alkylamines-g-DANC)的合成
    2.5 表征与测试
    2.6 实验结果与讨论
        2.6.1 羧基和醛基含量的测定
        2.6.2 红外光谱分析
        2.6.3 元素分析表征
        2.6.4 改性纳米纤维素的热性能测试
        2.6.5 Zeta电位测定
        2.6.6 XRD分析
        2.6.7 透射电镜(TEM)分析
        2.6.8 原子力显微镜(AFM)分析
    2.7 本章小结
第3章 含界面水通道的纳米复合反渗透膜的制备与性能测试
    3.1 前言
    3.2 实验原料及试剂
    3.3 实验仪器和设备
    3.4 实验方法
    3.5 表征与测试
    3.6 实验结果与讨论
        3.6.1 添加改性纳米纤维素对复合膜分离性能的影响
        3.6.2 界面聚合时间对复合膜脱盐性能的影响
        3.6.3 单体浓度对复合膜脱盐性能的影响
        3.6.4 纳米复合反渗透膜与文献中的反渗透膜脱盐性能的比较
    3.7 本章小结
第4章 结论与创新点
    4.1 主要结论
    4.2 创新点
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间的研究成果
作者和导师简介
附件


【参考文献】：
期刊论文
[1]Emerging R＆D on membranes and systems for water reuse and desalination[J]. Tai-Shung Chung,Dieling Zhao,Jie Gao,Kangjia Lu,Chunfeng Wan,Martin Weber,Christian Maletzko.  Chinese Journal of Chemical Engineering. 2019(07)
[2]天然纤维素结晶结构的表征[J]. 胡英,李喆,柯勤飞,颜志勇.  合成纤维工业. 2018(03)
[3]纳米纤维素的制备及应用研究进展[J]. 乐志文,凌新龙.  成都纺织高等专科学校学报. 2016(04)

博士论文
[1]酚醛树脂基多维炭材料的制备及其在能源环境方面的应用研究[D]. 苏海萍.华东理工大学 2017
[2]高效低损伤分离黄麻中纳米原纤的方法与表征[D]. 段玲.东华大学 2017

硕士论文
[1]PP中空纤维膜材料的功能化改性及其分离性能研究[D]. 吕振华.浙江理工大学 2012
[2]聚氯乙烯纳米纤维基聚酰胺复合反渗透膜的制备与性能调控[D]. 周琨.东华大学 2010
[3]天然有机高分子改性絮凝剂的研究[D]. 许映军.大连海事大学 2003



本文编号：3712142