改性聚丙烯腈及功能化聚苯乙烯膜的制备及性能研究

发布时间：2020-10-24 21:18

　　 水处理问题一直是科学家们工程研究的重要课题。水中污染物的处理费时费力,针对现有的膜存在的吸附重金属吸附量低,膜的重复利用率低,现存膜孔径大小不一,孔径不可改变的问题,本论文主要侧重于改进膜的分离性能,主要工作和结论如下:1.利用乙二胺四乙酸二钠(EDTA)基于层层自组装法对聚丙烯腈(PAN)中空纤维膜改性。通过将EDTA通过静电吸附和光交联接枝到膜的表面,制备一种对重金属离子高效吸附的改性膜。实验结果表明接枝有三层EDTA的改性聚丙烯腈膜(PAN-(DR-EDTA)_3)对铜离子的最大吸附量达到47.6 mg/g,而且可以吸附铅离子、汞离子和镉离子。与传统的改性膜相比,此改性膜对铜的吸附量高,经洗脱后可重复使用且性能良好,制备方法简单高效。2.利用氧化石墨烯(GO)基于层层自组装法对聚丙烯腈中空纤维膜改性,将氧化石墨烯通过静电吸附和光交联接枝到膜的表面。实验结果可以看出,聚丙烯腈接枝三层氧化石墨烯后(PAN-(DR-GO)_3),改性膜对铜离子的最大吸附量达到73.69mg/g。远高于PAN-(DR-EDTA)_3对铜的最大吸附量。此改性膜对铜的吸附量高,经过洗脱后可重复使用。此改性膜可进一步应用在水中重金属离子处理方面。3.以二氧化硅胶体晶体为模板,合成了高度有序的温度响应的智能滤膜。通过将PNIPAM加入到膜中,使膜表现出良好的温度响应性,通过测量氯化钾溶液的电导率来研究膜的渗透性能。实验结果表明,当温度从20℃升高到40℃时,高分子链互相聚集,发生体积相转变,使通道发展电导率升高。温度降低后,高分子链恢复到原来的状态,电导率降低。本研究开发可进一步应用在微滤、分离等方面。
【学位单位】：青岛大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TQ051.893
【文章目录】：
摘要
abstract
引言
第一章 文献综述
    1.1 从水中去除金属离子的技术
        1.1.1 废水
        1.1.2 重金属
        1.1.3 去除技术
    1.2 重金属在改性聚丙烯腈纳米纤维上的吸附
        1.2.1 表面改性的PAN-nfs作为吸附剂
        1.2.2 吸附剂的解吸与再生
        1.2.3 改性PAN-nfs上的活性位点
        1.2.4 金属离子负载改性PAN-nfs的物理表征
    1.3 氧化石墨烯及其复合材料吸附重金属
        1.3.1 氧化石墨烯的制备
        1.3.2 氧化石墨烯对重金属离子的吸附
        1.3.3 吸附原理
        1.3.4 影响因素
    1.4 本论文研究目的与内容
第二章 实验试剂及所用仪器
    2.1 试剂
    2.2 仪器
第三章 EDTA改性聚丙烯腈膜的制备与表征
    3.1 EDTA改性聚丙烯腈膜的制备
        3.1.1 聚丙烯腈膜的制备
        3.1.2 DR-EDTA接枝聚丙烯腈中空纤维膜的制备
        3.1.3 多层DR-EDTA层接枝聚丙烯腈膜的制备
        3.1.4 重金属离子吸附
    3.2 EDTA改性聚丙烯腈膜的测试表征
        3.2.1 结构表征
        3.2.2 形貌表征
        3.2.3 表面性能
        3.2.4 吸附性能
        3.2.5 重复利用性
        3.2.6 热稳定性
        3.2.7 其他重金属离子吸附能力
    3.3 本章小结
第四章 氧化石墨烯改性聚丙烯腈中空纤维膜
    4.1 氧化石墨烯的制备
    4.2 GO改性聚丙烯腈膜的制备
        4.2.1 聚丙烯腈膜的制备
        4.2.2 GO接枝聚丙烯腈中空纤维膜的制备
        4.2.3 多层DR-GO层接枝聚丙烯腈膜的制备
        4.2.4 重金属离子吸附
    4.3 GO改性聚丙烯腈膜的测试表征
        4.3.1 结构表征
        4.3.2 形貌表征
        4.3.3 表面性能
        4.3.4 吸附性能
    4.4 本章小结
第五章 温度敏感的反孔柱的制备用于去除水中的颗粒
    5.1 反相柱的制备
    5.2 反相柱的表征与性能
        5.2.1 结构表征
        5.2.2 性能表征
    5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间的研究成果
致谢

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本文编号：2854993