PVDF阳离子交换合金膜的改性研究

发布时间：2020-12-11 16:50

　　目前应用于化工冶金、医药、环保等领域的离子交换膜包括异相膜与均相膜,异相膜的成本虽然低,但是异相膜存在着“空穴”、“脱粉”等缺点;而均相膜虽然性能优秀但是成本过高,不利于应用。针对此背景,本实验在课题组研究出的一种成本较低但性能优于异相离子交换膜的PVDF半互穿网络阳离子交换合金膜的制备基础上,对这种PVDF阳离子交换合金膜进行改性,提高提高合金膜的电化学指标以及其他各项基本指标。为了解决上述问题,在本实验中,设计了两种方案进行对比实验,选择出最有效的改性方案,在方案一中,选择了一种具有高导电性的掺混态聚苯胺颗粒作为改性材料,并采用表面浸润改性方法以不同比例的掺杂态聚苯胺添加量对自制PVDF阳离子交换合金膜进行改性;在方案二中,采用膜改性常用材料-纳米二氧化硅作为改性物质,并考虑到纳米二氧化硅不具备导电性,所以将纳米二氧化硅与掺杂态聚苯胺进行混合共制出一种聚苯胺-纳米二氧化硅复合颗粒,为了确定制备复合颗粒的最佳质量比,制备了几组不同的质量比的复合颗粒对自制PVDF阳离子交换合金膜进行掺混改性。对经过两种方案改性后的离子交换合金膜与未改性的PVDF阳离子交换合金膜进行膜性能的表征,表征的... 

【文章来源】：兰州交通大学甘肃省

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1. 绪论
    1.1 离子交换膜简述
        1.1.1 离子交换膜的分类
        1.1.2 离子交换膜的作用机理
        1.1.3 离子交换膜的发展情况
        1.1.4 离子交换膜的应用前景
    1.2 离子交换膜的制备方法研究
        1.2.1 异相离子交换膜的制备工艺
        1.2.2 均相离子交换膜的制备工艺
        1.2.3 半均相离子交换膜的制备
    1.3 离子交换膜改性的研究进展
        1.3.1 掺混改性
        1.3.2 表面改性
2.离子交换合金膜的研究
    2.1 离子交换合金膜的发展背景
        2.1.1 改善膜的亲水性能及聚合物的成膜性
    2.2 离子交换合金膜结构的研究
        2.2.1 改变膜结构
        2.2.2 聚合物间相容性对膜的机械性能、膜结构的影响
    2.3 高分子膜材料合金化机理的研究
    2.4 离子交换合金膜的研究意义及发展方向
    2.5 课题背景
        2.5.1 双膜三室冶金体系
        2.5.2 研究目的及意义
    2.6 研究内容及技术路线
        2.6.1 研究内容
        2.6.2 技术路线
3.实验方案
    3.1 PVDF半互穿网络结构离子交换合金膜的制备方案
        3.1.1 实验药品
        3.1.2 实验仪器
        3.1.3 PVDF半互穿网络结构离子交换合金膜制备方法
    3.2 离子交换合金膜的改性方案
        3.2.1 改性物质的选择
    3.3 改性方法的选择
        3.3.1 浸润法改性方案
        3.3.2 掺混法改性方案
    3.4 离子交换合金膜表征体系
4.离子交换合金膜表面改性结果分析及讨论
    4.1 改性前后膜的含水率及交换容量的分析
    4.2 改性前后膜的膜电阻分析
    4.3 改性前后膜的亲水角的分析
    4.4 改性前后膜的迁移数分析
    4.5 改性前后膜的FT-IR分析
    4.6 改性前后膜的SEM扫描分析
    4.7 实验因素影响分析
        4.7.1 不同浸润比例对交换容量及含水率的影响
        4.7.2 不同浸润比例对迁移数的影响
        4.7.3 不同浸润比例对膜面电阻的影响
    4.8 本章小结
2 复合粒子对离子交换合金膜进行掺混改性">5 PANI/SiO₂ 复合粒子对离子交换合金膜进行掺混改性
    5.1 改性前后膜的离子交换容量的分析对比
    5.2 改性前后膜的膜面电阻的分析对比
    5.3 改性前后膜的亲水角的分析对比
    5.4 改性前后迁移数分析对比
    5.5 改性前后膜的SEM分析对比
    5.6 改性前后膜的FT-IR分析对比
    5.7 实验影响因素分析
        5.7.1 不同比例复合颗粒对交换容量及含水率的影响
        5.7.2 不同比例复合颗粒对迁移数的影响
        5.7.3 不同比例复合颗粒对膜面电阻的影响
    5.8 与表面浸润改性方案结果的对比
    5.9 本章小结
6.结论与建议
    6.1 结论
    6.2 建议
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果


【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
[1]聚苯胺/铁氧体纳米复合材料的制备及吸波性能[D]. 王翠平.安徽大学 2014
[2]离子交换膜化学反应器去除水中铬（Ⅵ）和磷酸盐的研究[D]. 陈世洋.湖南大学 2013

硕士论文
[1]PVDF/半互穿网络结构离子交换膜的制备、表征及应用[D]. 李爱玉.兰州交通大学 2018
[2]聚氯乙烯（PVC）/磺化聚醚砜（SPES）共混膜结构的微观调控[D]. 周红中.东华大学 2015
[3]聚氯乙烯（PVC）/磺化聚醚砜（SPES）共混膜的制备及磺化度对膜性能的影响研究[D]. 吴俊.东华大学 2015
[4]基于半互穿聚合物网络的离子交换膜的制备与应用研究[D]. 刘蕊.中国科学技术大学 2014



本文编号：2910885