微滤膜PDA亲水改性结构优化及油水分离应用
发布时间：2024-05-23 02:39
随着工业化进程的进一步推进,环境监管要求与污染物排放标准日益严格,油水分离和废水处理的需求也在不断增长。传统的机械分离和热分离设备因为其分离成本高、分离效率低会逐步被新型的分离方式取代。疏水膜材料的亲水改性能够将优先透过油的操作方式改变为优先透水,极大程度的减少膜污染现象的影响,而且能保持疏水材料原有的机械性能。聚多巴胺(PDA)表面涂覆亲水改性技术能够完成对几乎所有材料的表面改性而备受关注,并且因PDA改性过程具有操作过程简单、条件温和以及绿色无污染等特点而在材料表面改性领域受到广泛的研究。然而,目前PDA改性技术仍然存在着三个主要的缺陷(1)单次PDA改性过程亲水性不够好,水接触角维持在50-60°左右;(2)PDA涂层在强酸碱溶液和强极性溶剂中不稳定,对滤液造成二次污染;(3)多巴胺聚合过程中PDA分子的团聚现象严重,造成一定的膜污染。本文分三个章节从PDA改性技术三个主要问题着手,分析讨论问题出现的根本原因,并逐一解决。本文第二章选用左旋多巴胺(DOPA)来替代多巴胺,在酸性氧化剂条件下催化DOPA聚合能将DOPA支链末端氨基氧化成羧基赋予聚左旋多巴胺(PDOPA)涂层更好的亲...
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 文献综述
1.1 油水分离微滤膜
1.1.1 油水分离的简介
1.1.2 油水分离微滤膜的研究现状
1.2 微滤膜亲水改性的方法
1.2.1 共混改性
1.2.2 表面接枝
1.2.3 原子自由基转移
1.2.4 表面涂覆
1.3 聚多巴胺表面改性的研究背景
1.3.1 聚多巴胺的结构及改性机理
1.3.2 聚多巴胺表面改性的研究进展
1.3.3 聚多巴胺涂覆速率与性能的研究
1.4 聚多巴胺改性微滤膜的研究进展
1.4.1 超亲水聚多巴胺改性膜的研究
1.4.2 聚多巴胺改性膜稳定性的研究
1.4.3 聚多巴胺涂层均匀性的研究
1.5 论文的选题意义以及研究内容
2 酸催化PDOPA的聚合及超亲水涂层的制备
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验试剂与仪器设备
2.2.2 PDOPA改性PVDF微滤膜的制备
2.2.3 PDOPA改性PVDF膜表征与测试
2.2.4 水包油乳液的配置及分离
2.2.5 PDOPA改性PVDF膜水通量和抗污染测试
2.3 结果与讨论
2.3.1 酸催化PDOPA聚合的讨论
2.3.2 PDOPA-PVDF膜化学结构与形貌
2.3.3 PDOPA-PVDF膜的亲水性能分析
2.3.5 PDOPA-PVDF膜的油水分离性能
2.4 本章小结
3 多聚甲醛交联固化PDA涂层的研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验试剂与仪器设备
3.2.2 PFA固化PDA-PVDF微滤膜的制备
3.2.3 PFA固化PDA-PVDF膜表征与测试
3.2.4 PDA改性PVDF膜水通量和抗污染测试
3.2.5 PDA改性PVDF膜酸碱稳定性测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 PFA交联固化PDA涂层的机理讨论
3.3.2 PFA固化PDOPA-PVDF膜的结构表征
3.3.3 PFA固化PDOPA-PVDF膜的稳定性测试
3.4 本章小结
4 Fe(Ⅲ)诱导聚多巴胺快速聚合及涂覆
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验试剂与仪器设备
4.2.2 PDA(Fe3+)-PVDF微滤膜的制备
4.2.3 多巴胺聚合速率的表征
4.2.4 PDA(Fe3+)-PVDF复合膜结构表征
4.2.5 水通量测试和化学稳定性测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 Fe(Ⅲ)催化PDA聚合的机理讨论
4.3.2 PDA(Fe3+)-PVDF膜化学结构与形貌
4.3.3 PDA(Fe3+)-PVDF膜的亲水性能分析
4.3.4 PDA(Fe3+)-PVDF膜的稳定性测试
4.3.5 PDA(Fe3+)-PVDF膜的抗污染性能
4.3.6 PDA(Fe3+)-PVDF膜的油水分离性能
4.4 本章小结
结论
论文创新点与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
本文编号：3980883
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
1 文献综述
1.1 油水分离微滤膜
1.1.1 油水分离的简介
1.1.2 油水分离微滤膜的研究现状
1.2 微滤膜亲水改性的方法
1.2.1 共混改性
1.2.2 表面接枝
1.2.3 原子自由基转移
1.2.4 表面涂覆
1.3 聚多巴胺表面改性的研究背景
1.3.1 聚多巴胺的结构及改性机理
1.3.2 聚多巴胺表面改性的研究进展
1.3.3 聚多巴胺涂覆速率与性能的研究
1.4 聚多巴胺改性微滤膜的研究进展
1.4.1 超亲水聚多巴胺改性膜的研究
1.4.2 聚多巴胺改性膜稳定性的研究
1.4.3 聚多巴胺涂层均匀性的研究
1.5 论文的选题意义以及研究内容
2 酸催化PDOPA的聚合及超亲水涂层的制备
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验试剂与仪器设备
2.2.2 PDOPA改性PVDF微滤膜的制备
2.2.3 PDOPA改性PVDF膜表征与测试
2.2.4 水包油乳液的配置及分离
2.2.5 PDOPA改性PVDF膜水通量和抗污染测试
2.3 结果与讨论
2.3.1 酸催化PDOPA聚合的讨论
2.3.2 PDOPA-PVDF膜化学结构与形貌
2.3.3 PDOPA-PVDF膜的亲水性能分析
2.3.5 PDOPA-PVDF膜的油水分离性能
2.4 本章小结
3 多聚甲醛交联固化PDA涂层的研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验试剂与仪器设备
3.2.2 PFA固化PDA-PVDF微滤膜的制备
3.2.3 PFA固化PDA-PVDF膜表征与测试
3.2.4 PDA改性PVDF膜水通量和抗污染测试
3.2.5 PDA改性PVDF膜酸碱稳定性测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 PFA交联固化PDA涂层的机理讨论
3.3.2 PFA固化PDOPA-PVDF膜的结构表征
3.3.3 PFA固化PDOPA-PVDF膜的稳定性测试
3.4 本章小结
4 Fe(Ⅲ)诱导聚多巴胺快速聚合及涂覆
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验试剂与仪器设备
4.2.2 PDA(Fe3+)-PVDF微滤膜的制备
4.2.3 多巴胺聚合速率的表征
4.2.4 PDA(Fe3+)-PVDF复合膜结构表征
4.2.5 水通量测试和化学稳定性测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 Fe(Ⅲ)催化PDA聚合的机理讨论
4.3.2 PDA(Fe3+)-PVDF膜化学结构与形貌
4.3.3 PDA(Fe3+)-PVDF膜的亲水性能分析
4.3.4 PDA(Fe3+)-PVDF膜的稳定性测试
4.3.5 PDA(Fe3+)-PVDF膜的抗污染性能
4.3.6 PDA(Fe3+)-PVDF膜的油水分离性能
4.4 本章小结
结论
论文创新点与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
本文编号：3980883
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