MIL-53 （Al）/ 芳香聚酰胺杂化纳滤膜的制备与性能研究

发布时间：2020-12-24 05:46

　　金属有机框架（MOFs）材料具有大的比表面积、可调的孔径以及灵活的结构等,并且MOFs结构中的有机配体有助于提高MOFs颗粒与聚合物基质间的亲和力,是理性的杂化膜分散相。本文以芳香聚酰胺为膜材料,在铸膜液中共混引入MOFs（MIL-53（Al））颗粒,通过L-S相转换法制备了MIL-53（Al）/芳香聚酰胺杂化纳滤膜。在此基础上,考察了其渗透性能,并对其在有机溶剂纳滤和染料脱盐中的应用作了初步的研究。首先以芳香聚酰胺（聚间苯二甲酰间苯二胺）为膜材料,乙酰胺（DMAc）为溶剂,氯化锂（LiCl）为助溶剂,制备了纯的聚酰胺纳滤膜,考察了铸膜液中聚合物浓度以及蒸发时间等参数对膜性能的影响,确定了纯聚酰胺纳滤膜的制备工艺,并用无机盐溶液以及蔗糖和亚硝基-R-盐溶液对所制备的膜的分离性能进行了表征。继而将不同量的MOFs（MIL-53（Al））添加到铸膜液中制备得到MIL-53（Al）/芳香聚酰胺杂化纳滤膜。用傅立叶红外光谱（FT-IR）、X射线光电子能谱（XPS）、X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和静态接触角表征了杂化膜,结果显示MOFs的加入明显影响膜的微观结构并提高了膜表面的... 

【文章来源】：浙江工业大学浙江省

【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 前言
    1.2 膜技术介绍
    1.3 纳滤
        1.3.1 纳滤膜的制备方法
            1.3.1.1 L-S相转化法
            1.3.1.2 复合法
            1.3.1.3 共混法
            1.3.1.4 荷电法
        1.3.2 纳滤膜的传递机理及数学模型
            1.3.2.1 纳滤膜的传递机理
            1.3.2.2 纳滤膜的传递机理数学模型
        1.3.3 纳滤膜的应用
            1.3.3.1 环境方面的应用
            1.3.3.2 海水淡化
            1.3.3.3 制药和生物化工上的应用
            1.3.3.4 食品工业上的应用
            1.3.3.5 非水体系中的应用
        1.3.4 芳香聚酰胺纳滤膜的研究现状
    1.4 金属-有机框架配合物（ MOFs）以及其性质
    1.5 MOFs膜研究进展及应用领域
        1.5.1 MOFs膜用于气体渗透分离
        1.5.2 MOFs膜在液体分离方面的应用
    1.6 本课题的选题意义及研究内容
第二章 实验材料与测试方法
    2.1 实验药品
    2.2 实验仪器
    2.3 分析表征方法
        2.3.1 X射线衍射（XRD）分析
        2.3.2 傅立叶变换红外光谱（FTIR）分析
        2.3.3 X射线光电子能谱（XPS）
        2.3.4 扫描电镜（SEM）分析
        2.3.5 接触角分析
        2.3.6 膜表面Zeta电位测定
    2.4 蔗糖浓度的测定
    2.5 染料的标准曲线
    2.6 考马斯亮蓝的标准曲线
    2.7 PEG系列标准曲线的测定
第三章 芳香聚酰胺纳滤膜的制备及性能研究
    3.1 前言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验仪器及药品
        3.2.2 聚酰胺纳滤膜的制备
            3.2.2.1 铸膜液的配制
            3.2.2.2 成膜方法
        3.2.3 膜结构SEM表征
        3.2.4 膜分离性能的测定
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 膜制备工艺参数讨论
            3.3.1.1 氯化锂浓度的选择
            3.3.1.2 蒸发温度的选择
            3.3.1.3 聚合物浓度对膜性能的影响
            3.3.1.4 蒸发时间对膜性能的影响
            3.3.1.5 膜工艺参数的确定
        3.3.2 膜结构SEM表征
        3.3.3 膜分离性能
            3.3.3.1 膜不同无机盐的分离性能
            3.3.3.2 膜对有机小分子的截留性能
    3.4 本章小结
第四章 MIL-53（Al）/芳香聚酰胺杂化膜的制备及性能研究
    4.1 前言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验仪器及药品
        4.2.2 MIL-53（Al）/芳香聚酰胺杂化膜的制备
        4.2.3 膜及MOFs表征
        4.2.4 杂化膜渗透性能测试
        4.2.5 膜耐溶剂性能的考察
            4.2.5.1 溶胀度的测定
            4.2.5.2 有机溶剂对膜性能的影响
        4.2.6 膜在乙醇溶液中的性能测试
    4.3 结果与讨论
        4.3.0 MOFs的表征
        4.3.1 膜表面红外表征
        4.3.2 膜表面的XPS表征
        4.3.3 膜表面XRD分析
        4.3.4 MOFs添加对膜形态的影响
        4.3.5 MOFs的添加对膜分离性能的影响
        4.3.6 耐溶剂性能评价
            4.3.6.1 溶胀度研究
            4.3.6.2 有机溶剂对膜性能的影响
        4.3.7 膜在乙醇溶液中的性能测试
    4.4 本章小结
第五章 MIL-53（Al）/芳香聚酰胺纳滤膜在染料脱盐中的应用研究
    5.1 引言
    5.2 实验仪器和试剂
    5.3 实验方法
        5.3.1 膜的制备
        5.3.2 膜的截留分子量（WMCO）确定
        5.3.3 膜的分离性能测定
        5.3.4 膜在染料脱盐的应用研究
    5.4 结果与讨论
        5.4.1 膜的WMCO的测定
        5.4.2 膜分离性能的测定
        5.4.3 操作条件对膜分离性能的影响
            5.4.3.1 操作压力的影响
            5.4.3.2 染料浓度的影响
            5.4.3.3 盐浓度的影响
            5.4.3.4 耐污染性能的研究
        5.4.4 与其它膜的染料脱盐性能对比
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表文章
攻读硕士期间申请专利


【参考文献】：
期刊论文
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[6]纳滤分离机理[J]. 邱实,吴礼光,张林,陈欢林,高从堦.  水处理技术. 2009(01)
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硕士论文
[1]金属—有机框架配合物吸附/脱附溶剂性能的研究[D]. 郑倩.浙江大学 2010



本文编号：2935098