二氧化钛/聚丙烯酸杂化光催化膜的制备与应用研究
发布时间：2021-01-31 00:37
实验采用共混、交联、原位聚合三种方法制备二氧化钛（TiO2）/聚丙烯酸（PAA）杂化光催化膜,膜材料为聚偏氟乙烯（PVDF）和聚醚砜（PES）。选取腐殖酸作为自然代表性污染物,选取甲基橙作为染料工业代表性污染物。共混法中TiO2/PAA加入到铸膜液中后,膜孔隙率从50%提高到59%、平均孔径从128nm降低到125nm、接触角从79.3°降低到51.3°、膜通量从1022L/m2/h提高1246L/m2/h；热重分析中固体残留值从18.51%增加到29.25%,膜表面和指状孔表面粗糙度增加；紫外线（UV）辐照条件下具有一定的光催化效果。交联法中反应时间为2小时、反应温度为90℃、PAA含量为20%、Ti02含量为5%时制备的交联膜性能最好。PAA在膜表面形成致密光滑的复合层,掩盖部分膜孔,使膜通量减小。交联法相对共混法所制备的膜有更多的有效TiO2/PAA集中在膜表面,膜孔径越更小,所以过滤效果更好；UV辐照条件下过滤腐殖酸2小时,膜归一化通量从0.41%提高高0.83%。原位聚合法中AA比PAA单体分子量更小,自由基结合与交联同时进行,形成更致密的交联网络,膜通量进一步减小。通过混凝...
【文章来源】：昆明理工大学云南省
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 文献综述
1.1.1 膜法水处理技术概述
1.1.2 水处理膜污染在线控制方法研究进展
1.1.3 光催化膜分离工艺概述
1.1.4 丙烯酸膜制备与改性方法
1.2 研究目的与意义
1.3 研究内容
1.4 创新点
第二章 实验材料与方法
2.1 实验试剂与设备
2.2 膜的制备方法
2.2.1 连续式平板刮膜机使用方法
2.2.2 共混法
2.2.3 交联法
2.2.4 原位聚合法
2.3 膜的表征方法
2.3.1 膜通量与截留率测试
2.3.2 粘度测试
2.3.3 厚度测试
2.3.4 孔隙率与平均孔径测试
2.3.5 接触角测试
2.3.6 紫外光谱分析
2.3.7 红外光谱分析
2.3.8 热重分析
2.3.9 结构分析
2.4 光催化膜分离工艺实验方法
第三章 二氧化钛/聚丙烯酸杂化膜的制备
2/PAA/PVDF光催化膜制备"> 3.1 共混法TiO2/PAA/PVDF光催化膜制备
3.1.1 共混添加剂对膜性能影响的分析
3.1.2 共混法膜测试分析
2/PAA）/PES光催化膜制备"> 3.2 交联法（TiO2/PAA）/PES光催化膜制备
3.2.1 交联法制备条件优化
3.2.2 交联法膜测试分析
2/P（AA-SS）/PES改性光催化膜制备"> 3.3 原位聚合法TiO2/P（AA-SS）/PES改性光催化膜制备
3.3.1 AA/SSS改性分析
3.3.2 原位聚合膜性能测试
2/PAA改性光催化抗污染膜性能分析"> 3.4 TiO2/PAA改性光催化抗污染膜性能分析
3.5 本章小结
第四章 光催化膜分离工艺过滤特点实验探究
4.1 光催化膜分离工艺对混凝甲基橙废水的过滤实验
4.1.1 絮凝剂的选择
4.1.2 絮凝剂用量的选择
4.1.3 紫外辐照强度对处理效果的影响
4.1.4 进水流速对处理效果的影响
4.1.5 溶液浓度对处理效果的影响
4.1.6 溶液pH对处理效果的影响
4.2 光催化膜分离工艺对混凝十二烷基苯磺酸钠废水的过滤实验
4.2.1 进水流速对处理效果的影响
4.2.2 溶液pH值对处理效果的影响
4.3 光催化膜分离工艺过滤机理分析
4.3.1 紫外辐照强度对工艺的影响分析
4.3.2 进水流速对工艺的影响分析
4.3.3 溶液浓度对工艺的影响分析
4.3.4 溶液pH对工艺的影响分析
4.4 膜污染模型简介与实验分析
4.4.1 孔流模型
4.4.2 浓差极化模型
4.4.3 滤饼层模型
4.5 本章小结
第五章 结论与建议
5.1 结论
5.2 建议
致谢
参考文献
附录A （硕士期间发表论文目录）
【参考文献】：
期刊论文
[1]曝气速率对附加微通道湍流促进器SMBR流体动力学性能的影响[J]. 解芳,王建敏,刘进荣. 环境工程学报. 2015(09)
[2]Membrane fouling controlled by coagulation/adsorption during direct sewage membrane filtration（DSMF） for organic matter concentration[J]. Hui Gong,Zhengyu Jin,Xian Wang,Kaijun Wang. Journal of Environmental Sciences. 2015(06)
[3]PVC超滤膜处理生活污水及膜污染控制研究[J]. 彭婷,史载锋,林强,王向辉,牟翠琼,熊玉琴. 膜科学与技术. 2015(02)
[4]在聚砜膜表面接枝聚合对苯乙烯磺酸钠及接枝膜对两种含氮杂环类农药吸附特性的研究[J]. 刘海,高保娇,孙世雄. 膜科学与技术. 2015(01)
[5]污水处理膜材料的亲水改性及其研究进展[J]. 郭双祯,王力,史真真. 膜科学与技术. 2015(01)
[6]混凝预处理及膜面流速控制对微滤膜污染的影响研究[J]. 李鹏飞,谢朝新,周宁玉,陈璐斌,刘帅. 环境科技. 2015(01)
[7]平板膜生物反应器膜间距与曝气气泡形态对膜污染形成的影响[J]. 王栋,冯超,陈亚中,朱昊,王琪,崔鹏. 膜科学与技术. 2014(06)
[8]光催化-膜分离耦合工艺对腐殖酸的过滤机理研究[J]. 陈黄锰,宋宏臣,王建明,刘自力. 膜科学与技术. 2014(06)
[9]NIPS法聚偏氟乙烯超滤膜的制备与应用[J]. 吕晓龙,武春瑞,张昊,赵丽华. 中国工程科学. 2014(12)
[10]有机-无机复合膜的制备及应用研究进展[J]. 张汉泉,黄肖容,万安然. 现代化工. 2014(08)
博士论文
[1]溶液相转化法制备PVDF微孔膜过程中的结构控制及其性能研究[D]. 左丹英.浙江大学 2005
硕士论文
[1]双亲性纳米TiO2复合粒子改性聚偏氟乙烯超滤膜的研究[D]. 罗娟.湖南工业大学 2012
本文编号：3009881
【文章来源】：昆明理工大学云南省
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 文献综述
1.1.1 膜法水处理技术概述
1.1.2 水处理膜污染在线控制方法研究进展
1.1.3 光催化膜分离工艺概述
1.1.4 丙烯酸膜制备与改性方法
1.2 研究目的与意义
1.3 研究内容
1.4 创新点
第二章 实验材料与方法
2.1 实验试剂与设备
2.2 膜的制备方法
2.2.1 连续式平板刮膜机使用方法
2.2.2 共混法
2.2.3 交联法
2.2.4 原位聚合法
2.3 膜的表征方法
2.3.1 膜通量与截留率测试
2.3.2 粘度测试
2.3.3 厚度测试
2.3.4 孔隙率与平均孔径测试
2.3.5 接触角测试
2.3.6 紫外光谱分析
2.3.7 红外光谱分析
2.3.8 热重分析
2.3.9 结构分析
2.4 光催化膜分离工艺实验方法
第三章 二氧化钛/聚丙烯酸杂化膜的制备
2/PAA/PVDF光催化膜制备"> 3.1 共混法TiO2/PAA/PVDF光催化膜制备
3.1.1 共混添加剂对膜性能影响的分析
3.1.2 共混法膜测试分析
2/PAA）/PES光催化膜制备"> 3.2 交联法（TiO2/PAA）/PES光催化膜制备
3.2.1 交联法制备条件优化
3.2.2 交联法膜测试分析
2/P（AA-SS）/PES改性光催化膜制备"> 3.3 原位聚合法TiO2/P（AA-SS）/PES改性光催化膜制备
3.3.1 AA/SSS改性分析
3.3.2 原位聚合膜性能测试
2/PAA改性光催化抗污染膜性能分析"> 3.4 TiO2/PAA改性光催化抗污染膜性能分析
3.5 本章小结
第四章 光催化膜分离工艺过滤特点实验探究
4.1 光催化膜分离工艺对混凝甲基橙废水的过滤实验
4.1.1 絮凝剂的选择
4.1.2 絮凝剂用量的选择
4.1.3 紫外辐照强度对处理效果的影响
4.1.4 进水流速对处理效果的影响
4.1.5 溶液浓度对处理效果的影响
4.1.6 溶液pH对处理效果的影响
4.2 光催化膜分离工艺对混凝十二烷基苯磺酸钠废水的过滤实验
4.2.1 进水流速对处理效果的影响
4.2.2 溶液pH值对处理效果的影响
4.3 光催化膜分离工艺过滤机理分析
4.3.1 紫外辐照强度对工艺的影响分析
4.3.2 进水流速对工艺的影响分析
4.3.3 溶液浓度对工艺的影响分析
4.3.4 溶液pH对工艺的影响分析
4.4 膜污染模型简介与实验分析
4.4.1 孔流模型
4.4.2 浓差极化模型
4.4.3 滤饼层模型
4.5 本章小结
第五章 结论与建议
5.1 结论
5.2 建议
致谢
参考文献
附录A （硕士期间发表论文目录）
【参考文献】：
期刊论文
[1]曝气速率对附加微通道湍流促进器SMBR流体动力学性能的影响[J]. 解芳,王建敏,刘进荣. 环境工程学报. 2015(09)
[2]Membrane fouling controlled by coagulation/adsorption during direct sewage membrane filtration（DSMF） for organic matter concentration[J]. Hui Gong,Zhengyu Jin,Xian Wang,Kaijun Wang. Journal of Environmental Sciences. 2015(06)
[3]PVC超滤膜处理生活污水及膜污染控制研究[J]. 彭婷,史载锋,林强,王向辉,牟翠琼,熊玉琴. 膜科学与技术. 2015(02)
[4]在聚砜膜表面接枝聚合对苯乙烯磺酸钠及接枝膜对两种含氮杂环类农药吸附特性的研究[J]. 刘海,高保娇,孙世雄. 膜科学与技术. 2015(01)
[5]污水处理膜材料的亲水改性及其研究进展[J]. 郭双祯,王力,史真真. 膜科学与技术. 2015(01)
[6]混凝预处理及膜面流速控制对微滤膜污染的影响研究[J]. 李鹏飞,谢朝新,周宁玉,陈璐斌,刘帅. 环境科技. 2015(01)
[7]平板膜生物反应器膜间距与曝气气泡形态对膜污染形成的影响[J]. 王栋,冯超,陈亚中,朱昊,王琪,崔鹏. 膜科学与技术. 2014(06)
[8]光催化-膜分离耦合工艺对腐殖酸的过滤机理研究[J]. 陈黄锰,宋宏臣,王建明,刘自力. 膜科学与技术. 2014(06)
[9]NIPS法聚偏氟乙烯超滤膜的制备与应用[J]. 吕晓龙,武春瑞,张昊,赵丽华. 中国工程科学. 2014(12)
[10]有机-无机复合膜的制备及应用研究进展[J]. 张汉泉,黄肖容,万安然. 现代化工. 2014(08)
博士论文
[1]溶液相转化法制备PVDF微孔膜过程中的结构控制及其性能研究[D]. 左丹英.浙江大学 2005
硕士论文
[1]双亲性纳米TiO2复合粒子改性聚偏氟乙烯超滤膜的研究[D]. 罗娟.湖南工业大学 2012
本文编号：3009881
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