薄膜复合芳香聚酰胺正渗透膜制备与Click改性及性能研究

发布时间：2017-09-19 15:11

  本文关键词：薄膜复合芳香聚酰胺正渗透膜制备与Click改性及性能研究

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【摘要】：正渗透技术(FO)被广泛应用于工业、海水脱盐、灭菌饮料药物,等方面。芳香聚酰胺复合膜(TCF)是一种普遍使用的正渗透膜。然而,由于传统复合薄膜的支撑层膜孔较大,亲水性较差,会造成薄膜内部浓差极化(ICP)问题,降低了复合膜的抗污染性能和使用寿命。目前TCF的改性方法大多数为表面改性,包括物理和化学改性,其改性步骤繁杂,且效果并不能维持很久。聚乙二醇单甲醚(MPEG)由于具有良好的亲水性和稳定性,因此本研究采用点击化学反应将MPEG引入铸膜液,制备亲水性优良的芳香聚酰胺复合薄膜。本文主要通过点击化学反应在制备芳香聚酰胺复合膜的同时进行改性,主要步骤包括:(1)一锅法制备接有端炔基的MPEG(MPEG-CoCH);(2)聚砜(PSf)的氯亚甲基化反应制备(PSf-CH2Cl)和亲核取代反应制备(PSf-CH2N3);(3)在Cu~Ⅰ催化条件下,通过点击化学(Click Chemistry)制备接枝MPEG的PSf;(4)利用相转化法制备含有MPEG-PSf的支撑层;(5)利用界面聚合在MPEG-PSf和PSf的混合支撑层表面制备芳香聚酰胺(PA)活性层。运用核磁共振(NMR),红外光谱(FT-IR),扫描电镜(SEM)和电子能谱(EDX)等表征手段,证明了TFC的成功制备和改性。并分别对TFC的支撑层做了孔隙率、纯水通量的性能测试,对TFC在正渗透(FO)和反渗透(RO)中的纯水通量、盐的截留率性能进行了探究。结果表明:接枝了MPEG的PSf铸膜液制备的支撑层亲水性更强,并且随着MPEG含量的增加,PSf膜通量呈上升趋势;MPEG的分子量的最佳选择是400 g/mol;在反渗透系统中,纯水通量增加明显,而盐截留率变化不明显;在正渗透系统中,纯水通量和溶质通量显著提高,支撑层结构参数S明显减小。
【关键词】：正渗透 芳香聚酰胺复合膜 聚乙二醇单乙醚 点击化学 内部浓差极化
【学位授予单位】：安徽师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ051.893
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-23
• 1.1 研究背景10
• 1.2 正渗透技术综述10-14
• 1.2.1 渗透压和膜的运输机理10-12
• 1.2.2 膜分离过程12-13
• 1.2.3 浓差极化13-14
• 1.3 芳香聚酰胺复合膜综述14-18
• 1.3.1 不对称膜结构14-15
• 1.3.2 芳香聚酰胺复合膜15-16
• 1.3.3 复合薄膜的制备16-17
• 1.3.4 氯对膜的影响17-18
• 1.4 研究现状和课题的提出18-23
• 1.4.1 TFC研究现状18-20
• 1.4.2 聚乙二醇单乙醚简介20-21
• 1.4.3 点击化学21
• 1.4.4 课题的提出21-23
• 第二章 实验原理和方法23-31
• 2.1 仪器及试剂23-25
• 2.1.1 仪器23-24
• 2.1.2 试剂24-25
• 2.2 复合薄膜支撑层的制备25-29
• 2.3 TFC活性层的制备29
• 2.4 本章小结29-31
• 第三章 芳香聚酰胺复合膜的表征与分析31-40
• 3.1 核磁共振波谱(NMR)31-34
• 3.2 扫描电镜能谱仪(EDX)34-35
• 3.3 红外光谱分析35-37
• 3.4 扫描电镜SEM37-39
• 3.5 本章小结39-40
• 第四章 芳香聚酰胺复合膜的性能检测与分析40-53
• 4.1 支撑层的性能检测40-44
• 4.1.1 孔隙率(ε)40
• 4.1.2 支撑膜水通量测试40-44
• 4.2 TFC在反渗透装置中的性能检测44-47
• 4.2.1 反渗透装置44
• 4.2.2 反渗透纯水通量J_ω~RO和水渗透系数 A44-45
• 4.2.3 反渗透盐截留率R_S和盐渗透系数 B45-47
• 4.3 TFC在正渗透装置中的性能检测47-53
• 4.3.1 正渗透装置(FO)47-48
• 4.3.2 正渗透纯水通量48-49
• 4.3.3 正渗透溶质通量J_ω~FO49-51
• 4.3.4 TFC支撑层结构参数S51-52
• 4.3.5 本章小结52-53
• 第五章 结论与展望53-55
• 参考文献55-59
• 附录：研究生期间发表论文及获奖情况59-60
• 致谢60-61

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 来常伟;孙莹;杨洪;张雪勤;林保平;;通过“点击化学”对石墨烯和氧化石墨烯进行功能化改性[J];化学学报;2013年09期

2 邱素艳;高森;林振宇;陈国南;;点击化学最新进展[J];化学进展;2011年04期

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本文编号：882330