电纺功能化石墨烯/聚酰亚胺复合纳米纤维滤料的制备及性能研究
发布时间：2022-08-02 12:09
当前的大气颗粒物污染问题依然严峻,对人们的身体健康、生产活动已经造成了严重的影响。大气颗粒物污染防治的重点之一就是工业含尘烟气的排放控制,过滤除尘技术能够对其中的微细颗粒物实现高效过滤,是含尘烟气净化的主流途径。工业排放的大气污染物主要来自于高温烟气,而目前国内用于过滤除尘核心部件的聚苯硫醚、芳纶、聚四氟乙烯等纤维滤料都依赖于进口,这些纤维滤料的耐温性较差,产量有限且价格昂贵,不利于推广使用。因此,研究轻质的耐温耐腐蚀纤维滤料对高温烟气高效除尘以及工业集约化和节能减排来说具有十分重要意义。芳香族聚酰亚胺（PI）是一种具有优异热稳定性、良好化学稳定性的聚合物材料,采用静电纺丝技术制备的电纺PI纳米纤维还具有高孔隙率、多孔互联结构以及良好的透气性和透气选择性,在高温烟气净化领域具有极大的应用潜力;但高性能PI纳米纤维的制备方法仍然处于极具挑战性的研究阶段。本论文以可溶性半结晶芳香杂环型PI作为原材料制备和研究高性能PI纳米纤维。首先探究了用于静电纺丝技术制备纳米纤维膜的PI溶液制备方法及其适用浓度范围,调整、优化纺丝工艺参数并成功制备出PI纳米纤维膜。其次以氧化石墨烯（GO）、氟化石墨烯（...
【文章页数】：150 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 静电纺丝技术
1.2.1 静电纺丝技术的研究与发展
1.2.2 静电纺丝的工艺过程
1.2.3 静电纺丝的主要影响因素
1.2.4 静电纺丝的应用
1.3 功能化石墨烯及其复合材料
1.3.1 石墨烯简介
1.3.2 功能化石墨烯
1.3.3 石墨烯/聚合物复合材料及其制备方法
1.4 聚酰亚胺纤维
1.4.1 聚酰亚胺简介
1.4.2 聚酰亚胺纤维的制备
1.4.3 电纺聚酰亚胺纳米纤雏
1.4.4 聚酰亚胺复合纳米纤维
1.5 高温烟气除尘滤料
1.5.1 高温烟气除尘技术
1.5.2 高温烟气除尘纤维滤料
1.5.3 电纺纳米纤维滤料
1.6 本论文的研究内容及意义
1.6.1 主要研究内容
1.6.2 研究技术路线
1.6.3 研究目的及意义
第2章 聚酰亚胺电纺溶液溶剂体系的选择与制备
2.1 引言
2.2 实验材料与仪器
2.2.1 实验试剂与材料
2.2.2 实验仪器与设备
2.3 聚酰亚胺电纺溶液溶剂体系的选择与制备
2.4 静电纺丝试纺
2.5 表征及性能测试
2.5.1 直接观察
2.5.2 扫描电镜测试
2.6 结果与讨论
2.6.1 直接观察与分析
2.6.2 初纺PI纳米纤维的形貌结构分析
2.7 本章小结
第3章 电纺聚酰亚胺纳米纤维的制备及性能研究
3.1 引言
3.2 实验材料与仪器
3.2.1 实验试剂与材料
3.2.2 实验仪器与设备
3.3 聚酰亚胺电纺溶液的制备
3.4 聚酰亚胺纳米纤维膜的制备
3.5 表征及性能测试
3.5.1 形貌结构表征
3.5.2 水接触角测定
3.5.3 热学分析
3.5.4 拉力测试
3.5.5 过滤测试
3.6 结果与讨论
3.6.1 溶液性质对电纺PI纳米纤维的影响
3.6.2 电纺PI纳米纤维膜的形貌结构分析
3.6.3 电纺PI纳米纤维膜的表面润湿性分析
3.6.4 电纺PI纳米纤维膜的热稳定性分析
3.6.5 电纺PI纳米纤维膜的力学性能分析
3.6.6 电纺PI纳米纤维膜的过滤性能分析
3.7 本章小结
第4章 电纺氧化石墨烯/聚酰亚胺复合纳米纤维的制备及性能研究
4.1 引言
4.2 实验材料与仪器
4.2.1 实验试剂与材料
4.2.2 实验仪器与设备
4.3 氧化石墨烯/聚酰亚胺复合电纺液的制备
4.4 氧化石墨烯/聚酰亚胺复合纳米纤维膜的制备
4.5 表征及性能测试
4.5.1 形貌结构表征
4.5.2 孔隙结构分析
4.5.3 红外测试
4.5.4 XRD测试
4.5.5 水接触角测定
4.5.6 热学分析
4.5.7 拉力测试
4.5.8 过滤测试
4.6 结果与讨论
4.6.1 电纺GO/PI复合纳米纤维膜的形貌结构分析
4.6.2 电纺GO/PI复合纳米纤维膜的红外光谱分析
4.6.3 电纺GO/PI复合纳米纤维膜的结晶性分析
4.6.4 电纺GO/PI复合纳米纤维膜的表面润湿性分析
4.6.5 电纺GO/PI复合纳米纤维膜的热稳定性分析
4.6.6 电纺GO/PI复合纳米纤维膜的力学性能分析
4.6.7 电纺GO/PI复合纳米纤维膜的过滤性能分析
4.7 本章小结
第5章 电纺功能化石墨烯/聚酰亚胺复合纳米纤维的制备及性能研究
5.1 引言
5.2 实验材料与仪器
5.2.1 实验试剂与材料
5.2.2 实验仪器与设备
5.3 功能化石墨烯/聚酰亚胺复合电纺液的制备
5.4 功能化石墨烯/聚酰亚胺复合纳米纤维膜的制备
5.5 表征及性能测试
5.5.1 形貌结构表征
5.5.2 孔隙结构分析
5.5.3 红外测试
5.5.4 XRD测试
5.5.5 水接触角测定
5.5.6 热学分析
5.5.7 拉力测试
5.5.8 过滤测试
5.6 结果与讨论
5.6.1 电纺f-Gr/PI复合纳米纤维膜的形貌结构分析
5.6.2 电纺f-Gr/PI复合纳米纤维膜的红外光谱分析
5.6.3 电纺f-Gr/PI复合纳米纤维膜的结晶性分析
5.6.4 电纺f-Gr/PI复合纳米纤维膜的表面润湿性分析
5.6.5 电纺f-Gr/PI复合纳米纤维膜的热稳定性分析
5.6.6 电纺f-Gr/PI复合纳米纤维膜的力学性能分析
5.6.7 电纺f-Gr/PI复合纳米纤维膜的过滤性能分析
5.7 本章小结
第6章 电纺功能化石墨烯/聚酰亚胺复合纳米纤维耐温耐腐蚀性研究
6.1 引言
6.2 实验材料与仪器
6.2.1 实验试剂与材料
6.2.2 实验仪器与设备
6.3 电纺f-Gr/PI复合纳米纤维膜的制备
6.4 电纺f-Gr/PI复合纳米纤维膜滤料性能试验
6.4.1 电纺f-Gr/PI复合纳米纤维膜耐化学腐蚀性试验
6.4.2 电纺f-Gr/PI复合纳米纤维膜耐高温性试验
6.5 表征及性能测试
6.5.1 形貌结构表征
6.5.2 拉力测试
6.5.3 过滤测试
6.6 电纺f-Gr/PI复合纳米纤维膜的耐化学腐蚀性分析
6.6.1 化学腐蚀对电纺f-Gr/PI复合纳米纤维膜形貌结构的影响
6.6.2 化学腐蚀后电纺f-Gr/PI复合纳米纤维膜的质量损失分析
6.6.3 化学腐蚀后电纺f-Gr/PI复合纳米纤维膜的力学性能分析
6.6.4 化学腐蚀后电纺f-Gr/PI复合纳米纤维膜的过滤性能分析
6.7 电纺f-Gr/PI复合纳米纤维膜的耐高温性分析
6.7.1 高温处理后电纺f-Gr/PI复合纳米纤维膜的质量损失分析
6.7.2 高温处理后电纺f-Gr/PI复合纳米纤维膜的力学性能分析
6.7.3 高温处理后电纺f-Gr/PI复合纳米纤维膜的过滤性能分析
6.8 本章小结
第7章 全文总结与展望
7.1 全文主要结论
7.2 本文创新点
7.3 研究不足与展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读硕士期间取得的学术成果
本文编号：3668495
【文章页数】：150 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 静电纺丝技术
1.2.1 静电纺丝技术的研究与发展
1.2.2 静电纺丝的工艺过程
1.2.3 静电纺丝的主要影响因素
1.2.4 静电纺丝的应用
1.3 功能化石墨烯及其复合材料
1.3.1 石墨烯简介
1.3.2 功能化石墨烯
1.3.3 石墨烯/聚合物复合材料及其制备方法
1.4 聚酰亚胺纤维
1.4.1 聚酰亚胺简介
1.4.2 聚酰亚胺纤维的制备
1.4.3 电纺聚酰亚胺纳米纤雏
1.4.4 聚酰亚胺复合纳米纤维
1.5 高温烟气除尘滤料
1.5.1 高温烟气除尘技术
1.5.2 高温烟气除尘纤维滤料
1.5.3 电纺纳米纤维滤料
1.6 本论文的研究内容及意义
1.6.1 主要研究内容
1.6.2 研究技术路线
1.6.3 研究目的及意义
第2章 聚酰亚胺电纺溶液溶剂体系的选择与制备
2.1 引言
2.2 实验材料与仪器
2.2.1 实验试剂与材料
2.2.2 实验仪器与设备
2.3 聚酰亚胺电纺溶液溶剂体系的选择与制备
2.4 静电纺丝试纺
2.5 表征及性能测试
2.5.1 直接观察
2.5.2 扫描电镜测试
2.6 结果与讨论
2.6.1 直接观察与分析
2.6.2 初纺PI纳米纤维的形貌结构分析
2.7 本章小结
第3章 电纺聚酰亚胺纳米纤维的制备及性能研究
3.1 引言
3.2 实验材料与仪器
3.2.1 实验试剂与材料
3.2.2 实验仪器与设备
3.3 聚酰亚胺电纺溶液的制备
3.4 聚酰亚胺纳米纤维膜的制备
3.5 表征及性能测试
3.5.1 形貌结构表征
3.5.2 水接触角测定
3.5.3 热学分析
3.5.4 拉力测试
3.5.5 过滤测试
3.6 结果与讨论
3.6.1 溶液性质对电纺PI纳米纤维的影响
3.6.2 电纺PI纳米纤维膜的形貌结构分析
3.6.3 电纺PI纳米纤维膜的表面润湿性分析
3.6.4 电纺PI纳米纤维膜的热稳定性分析
3.6.5 电纺PI纳米纤维膜的力学性能分析
3.6.6 电纺PI纳米纤维膜的过滤性能分析
3.7 本章小结
第4章 电纺氧化石墨烯/聚酰亚胺复合纳米纤维的制备及性能研究
4.1 引言
4.2 实验材料与仪器
4.2.1 实验试剂与材料
4.2.2 实验仪器与设备
4.3 氧化石墨烯/聚酰亚胺复合电纺液的制备
4.4 氧化石墨烯/聚酰亚胺复合纳米纤维膜的制备
4.5 表征及性能测试
4.5.1 形貌结构表征
4.5.2 孔隙结构分析
4.5.3 红外测试
4.5.4 XRD测试
4.5.5 水接触角测定
4.5.6 热学分析
4.5.7 拉力测试
4.5.8 过滤测试
4.6 结果与讨论
4.6.1 电纺GO/PI复合纳米纤维膜的形貌结构分析
4.6.2 电纺GO/PI复合纳米纤维膜的红外光谱分析
4.6.3 电纺GO/PI复合纳米纤维膜的结晶性分析
4.6.4 电纺GO/PI复合纳米纤维膜的表面润湿性分析
4.6.5 电纺GO/PI复合纳米纤维膜的热稳定性分析
4.6.6 电纺GO/PI复合纳米纤维膜的力学性能分析
4.6.7 电纺GO/PI复合纳米纤维膜的过滤性能分析
4.7 本章小结
第5章 电纺功能化石墨烯/聚酰亚胺复合纳米纤维的制备及性能研究
5.1 引言
5.2 实验材料与仪器
5.2.1 实验试剂与材料
5.2.2 实验仪器与设备
5.3 功能化石墨烯/聚酰亚胺复合电纺液的制备
5.4 功能化石墨烯/聚酰亚胺复合纳米纤维膜的制备
5.5 表征及性能测试
5.5.1 形貌结构表征
5.5.2 孔隙结构分析
5.5.3 红外测试
5.5.4 XRD测试
5.5.5 水接触角测定
5.5.6 热学分析
5.5.7 拉力测试
5.5.8 过滤测试
5.6 结果与讨论
5.6.1 电纺f-Gr/PI复合纳米纤维膜的形貌结构分析
5.6.2 电纺f-Gr/PI复合纳米纤维膜的红外光谱分析
5.6.3 电纺f-Gr/PI复合纳米纤维膜的结晶性分析
5.6.4 电纺f-Gr/PI复合纳米纤维膜的表面润湿性分析
5.6.5 电纺f-Gr/PI复合纳米纤维膜的热稳定性分析
5.6.6 电纺f-Gr/PI复合纳米纤维膜的力学性能分析
5.6.7 电纺f-Gr/PI复合纳米纤维膜的过滤性能分析
5.7 本章小结
第6章 电纺功能化石墨烯/聚酰亚胺复合纳米纤维耐温耐腐蚀性研究
6.1 引言
6.2 实验材料与仪器
6.2.1 实验试剂与材料
6.2.2 实验仪器与设备
6.3 电纺f-Gr/PI复合纳米纤维膜的制备
6.4 电纺f-Gr/PI复合纳米纤维膜滤料性能试验
6.4.1 电纺f-Gr/PI复合纳米纤维膜耐化学腐蚀性试验
6.4.2 电纺f-Gr/PI复合纳米纤维膜耐高温性试验
6.5 表征及性能测试
6.5.1 形貌结构表征
6.5.2 拉力测试
6.5.3 过滤测试
6.6 电纺f-Gr/PI复合纳米纤维膜的耐化学腐蚀性分析
6.6.1 化学腐蚀对电纺f-Gr/PI复合纳米纤维膜形貌结构的影响
6.6.2 化学腐蚀后电纺f-Gr/PI复合纳米纤维膜的质量损失分析
6.6.3 化学腐蚀后电纺f-Gr/PI复合纳米纤维膜的力学性能分析
6.6.4 化学腐蚀后电纺f-Gr/PI复合纳米纤维膜的过滤性能分析
6.7 电纺f-Gr/PI复合纳米纤维膜的耐高温性分析
6.7.1 高温处理后电纺f-Gr/PI复合纳米纤维膜的质量损失分析
6.7.2 高温处理后电纺f-Gr/PI复合纳米纤维膜的力学性能分析
6.7.3 高温处理后电纺f-Gr/PI复合纳米纤维膜的过滤性能分析
6.8 本章小结
第7章 全文总结与展望
7.1 全文主要结论
7.2 本文创新点
7.3 研究不足与展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读硕士期间取得的学术成果
本文编号：3668495
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huanjinggongchenglunwen/3668495.html
