玻璃中空纤维纳滤膜制备及染料分离性能研究
发布时间：2021-04-07 09:44
本论文在制备玻璃中空纤维膜前驱体的基础上,探讨了烧结温度、酸处理时间对玻璃膜结构的影响,同时研究了玻璃膜对染料废水的分离性能。在实验室前期研究中发现,不同粒径的玻璃粉会显著影响前驱体的微观结构,进而影响前驱体的性能。因此,为了制备具有非对称孔结构的玻璃中空纤维膜前驱体,本论文利用三种不同粒径的玻璃粉配制了铸膜液,然后通过相传化法制备了前驱体。扫描电镜（SEM）观察发现,玻璃粉平均粒径越小,前驱体内层指状孔越明显。当玻璃粉平均粒径从37μm下降到8μm时,前驱体纯水通量从1310 下降到 32L·m-2·h-1·bar-1。其次,我们熔制和球磨一定组成的钠-硼-硅玻璃制备玻璃粉,以DMAC为溶剂、PVDF为粘结剂制备了玻璃中空纤维膜。研究了烧结温度对玻璃膜晶体结构、表面接触角、孔径分布、孔容等性能的影响。实验发现,当烧结温度为960℃～990℃时,玻璃膜对刚果红染料废水的截留率超过了 95%,其纯水通量为5.06～8.0L·m-2·h-1·bar-1。进一步分析实验数据发现,玻璃膜分离刚果红染料废水的原理为筛分过程。在染料废水处理领域,玻璃膜展现出了巨大潜力。最后,论文研究了酸沥时间对玻...
【文章来源】：天津工业大学天津市
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１玻璃粉制备工艺流程图??
用电磁粉碎机将玻璃块破碎（粉碎时间３ｍｉｎ）。然后，将玻璃粉转入１２０°Ｃ干燥??箱干燥６ｈ，使玻璃粉中的水分尽可能去除。再经２００目筛筛分得到实验用玻璃??粉，其平均粒径为３７ｐｍ，其过程如图２－１所示。??１???１?－墀合￣冷却、聊?干燥??二氧化硅一??图２－１玻璃粉制备工艺流程图??Ｆｉｇｕｒｅ?２－１?ｔｈｅ?ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｄｉａｇｉ＊ａｍ?ｏｆ?ｇｌａｓｓ?ｐｏｗｄｅｒ??２．２．２铸膜液的配制??聚偏氟乙烯（ＰＶＤＦ）、Ｎ，Ｎ－二甲基乙酰胺（ＤＭＡＣ）和玻璃粉按质量比为??９：４０：５１配制。先向ＤＭＡＣ中添加ＰＶＤＦ，待其完全洛解后，再缓慢的分批加入??玻璃粉，整个过程在６０°Ｃ水浴中，混合物在三口烧瓶内搅拌２４小时，使混合物??充分搅拌形成均匀铸膜液。然后将铸膜液放置在真空箱内，脱泡ｌＯｍｉｎ以除去铸??膜液中的气泡或者静置数小时。??２．２．３纺丝过程??原丝制备采用干湿法，其过程如图２－２。将铸膜液倒入反应釜后，同时对铸??膜液进行加热，使铸膜液温度保持在６０°Ｃ左右，以尽可能地减少变量对实验的??影响。所有管路连接好后，检查管路连接是否可靠。然后缓慢地打开高纯液氮罐??阀门处于超低压状态
Ｎａ２０－Ｂ２０３－Ｓｉ０２系列玻璃是制备高纯石英玻璃的基础材料。在此系列玻璃??中，硼原子主要形成四配位结构［Ｂ０４］，其空间机构为四面体：同时，也有少量??的三配位结构呈平面三角体［Ｂ０３］，未分相玻璃如图３－１?（ａ）所示。Ｓｉ和Ｏ空间上??也形成四面体，这两种四面体以Ｂ和Ｓｉ的共价键相连。因此，当玻璃分相后，??两种四面体从Ｂ－Ｓｉ处发生化学键断裂。此时，Ｂ四面体几乎完全消失，取而代??之的是［Ｂ０３］［４８＿５ｔ）］，如图３－２（ｂ）所示。经过酸处理后，多孔玻璃出现如图３－３（ｃ）??所示多孔网络状结构。??玻璃分相机理主要分为成核－生长机理和旋节分解理论。成核－生长理论获得??了?Ｈａｌｌｅｒ［５ｌ］等学者支持。Ｃａｈｎ［５２］等人发现了玻璃的旋节分解理论。Ｙａｚａｗａ％等??研宄了不同淬火速率对多孔玻璃性能的影响。通过测试淬火速率在１０？１０６Ｋ／ｓ间??的样品发现，淬冷速率越小，多孔玻璃的孔容和比表面积越大。实验中测得的孔??容和比表面积等的变化都能通过旋节分解理论给予完美解释。??随着玻璃分相理论获得进一步突破和完善。基于玻璃材料的性能特点，材料??应用科学家开发了较多大孔玻璃［５４］。??．??
【参考文献】：
期刊论文
[1]污泥生物炭对偶氮染料的吸附性能研究[J]. 任晓莉,康杰,朱开金,李剑睿,来学慧,雷娟. 应用化工. 2018(01)
[2]印染废水水质特点及处理技术综述[J]. 公振宇. 江西化工. 2017(04)
[3]超声波-Fenton试剂协同降解亚甲基蓝废水研究[J]. 张锋. 合成材料老化与应用. 2016(06)
[4]激光粒度分析仪的关键技术及研究进展[J]. 隋修武,李瑶,胡秀兵,李琰. 电子测量与仪器学报. 2016(10)
[5]活性黑5的生物脱色、复色现象及机理[J]. 俞承志,谢学辉,郑秀林,徐乐铱,李然,柳建设. 化工进展. 2016(09)
[6]纺织品偶氮染料中致癌芳香胺检测的研究进展及存在的问题[J]. 潘悦星. 中国纤检. 2016(07)
[7]偶氮染料废水处理方法研究进展[J]. 张华春,熊国臣. 染料与染色. 2016(03)
[8]磁分离技术在水处理中的研究与应用进展[J]. 郑利兵,佟娟,魏源送,王军,岳增刚,王钢. 环境科学学报. 2016(09)
[9]《纺织染整工业水污染物排放标准》调整[J]. 纺织科学研究. 2015(07)
[10]印染废水厌氧水解过程挥发性脂肪酸的产生及影响因素[J]. 操家顺,唐思远,李超,周彬宇. 净水技术. 2014(03)
博士论文
[1]膜蒸馏海水淡化和油水分离用疏水多孔陶瓷膜研究[D]. 任春雷.中国科学技术大学 2014
[2]超临界水氧化处理印染废水实验研究[D]. 王齐.太原理工大学 2013
[3]新型中空纤维膜的研制及其在印染废水处理中的应用[D]. 李运清.东华大学 2010
硕士论文
[1]强化混凝技术在集中式印染废水处理厂的应用研究[D]. 毕传健.东华大学 2017
[2]浙江某公司印染废水再生利用工程设计[D]. 窦婷.西安建筑科技大学 2016
本文编号：3123269
【文章来源】：天津工业大学天津市
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１玻璃粉制备工艺流程图??
用电磁粉碎机将玻璃块破碎（粉碎时间３ｍｉｎ）。然后，将玻璃粉转入１２０°Ｃ干燥??箱干燥６ｈ，使玻璃粉中的水分尽可能去除。再经２００目筛筛分得到实验用玻璃??粉，其平均粒径为３７ｐｍ，其过程如图２－１所示。??１???１?－墀合￣冷却、聊?干燥??二氧化硅一??图２－１玻璃粉制备工艺流程图??Ｆｉｇｕｒｅ?２－１?ｔｈｅ?ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｄｉａｇｉ＊ａｍ?ｏｆ?ｇｌａｓｓ?ｐｏｗｄｅｒ??２．２．２铸膜液的配制??聚偏氟乙烯（ＰＶＤＦ）、Ｎ，Ｎ－二甲基乙酰胺（ＤＭＡＣ）和玻璃粉按质量比为??９：４０：５１配制。先向ＤＭＡＣ中添加ＰＶＤＦ，待其完全洛解后，再缓慢的分批加入??玻璃粉，整个过程在６０°Ｃ水浴中，混合物在三口烧瓶内搅拌２４小时，使混合物??充分搅拌形成均匀铸膜液。然后将铸膜液放置在真空箱内，脱泡ｌＯｍｉｎ以除去铸??膜液中的气泡或者静置数小时。??２．２．３纺丝过程??原丝制备采用干湿法，其过程如图２－２。将铸膜液倒入反应釜后，同时对铸??膜液进行加热，使铸膜液温度保持在６０°Ｃ左右，以尽可能地减少变量对实验的??影响。所有管路连接好后，检查管路连接是否可靠。然后缓慢地打开高纯液氮罐??阀门处于超低压状态
Ｎａ２０－Ｂ２０３－Ｓｉ０２系列玻璃是制备高纯石英玻璃的基础材料。在此系列玻璃??中，硼原子主要形成四配位结构［Ｂ０４］，其空间机构为四面体：同时，也有少量??的三配位结构呈平面三角体［Ｂ０３］，未分相玻璃如图３－１?（ａ）所示。Ｓｉ和Ｏ空间上??也形成四面体，这两种四面体以Ｂ和Ｓｉ的共价键相连。因此，当玻璃分相后，??两种四面体从Ｂ－Ｓｉ处发生化学键断裂。此时，Ｂ四面体几乎完全消失，取而代??之的是［Ｂ０３］［４８＿５ｔ）］，如图３－２（ｂ）所示。经过酸处理后，多孔玻璃出现如图３－３（ｃ）??所示多孔网络状结构。??玻璃分相机理主要分为成核－生长机理和旋节分解理论。成核－生长理论获得??了?Ｈａｌｌｅｒ［５ｌ］等学者支持。Ｃａｈｎ［５２］等人发现了玻璃的旋节分解理论。Ｙａｚａｗａ％等??研宄了不同淬火速率对多孔玻璃性能的影响。通过测试淬火速率在１０？１０６Ｋ／ｓ间??的样品发现，淬冷速率越小，多孔玻璃的孔容和比表面积越大。实验中测得的孔??容和比表面积等的变化都能通过旋节分解理论给予完美解释。??随着玻璃分相理论获得进一步突破和完善。基于玻璃材料的性能特点，材料??应用科学家开发了较多大孔玻璃［５４］。??．??
【参考文献】：
期刊论文
[1]污泥生物炭对偶氮染料的吸附性能研究[J]. 任晓莉,康杰,朱开金,李剑睿,来学慧,雷娟. 应用化工. 2018(01)
[2]印染废水水质特点及处理技术综述[J]. 公振宇. 江西化工. 2017(04)
[3]超声波-Fenton试剂协同降解亚甲基蓝废水研究[J]. 张锋. 合成材料老化与应用. 2016(06)
[4]激光粒度分析仪的关键技术及研究进展[J]. 隋修武,李瑶,胡秀兵,李琰. 电子测量与仪器学报. 2016(10)
[5]活性黑5的生物脱色、复色现象及机理[J]. 俞承志,谢学辉,郑秀林,徐乐铱,李然,柳建设. 化工进展. 2016(09)
[6]纺织品偶氮染料中致癌芳香胺检测的研究进展及存在的问题[J]. 潘悦星. 中国纤检. 2016(07)
[7]偶氮染料废水处理方法研究进展[J]. 张华春,熊国臣. 染料与染色. 2016(03)
[8]磁分离技术在水处理中的研究与应用进展[J]. 郑利兵,佟娟,魏源送,王军,岳增刚,王钢. 环境科学学报. 2016(09)
[9]《纺织染整工业水污染物排放标准》调整[J]. 纺织科学研究. 2015(07)
[10]印染废水厌氧水解过程挥发性脂肪酸的产生及影响因素[J]. 操家顺,唐思远,李超,周彬宇. 净水技术. 2014(03)
博士论文
[1]膜蒸馏海水淡化和油水分离用疏水多孔陶瓷膜研究[D]. 任春雷.中国科学技术大学 2014
[2]超临界水氧化处理印染废水实验研究[D]. 王齐.太原理工大学 2013
[3]新型中空纤维膜的研制及其在印染废水处理中的应用[D]. 李运清.东华大学 2010
硕士论文
[1]强化混凝技术在集中式印染废水处理厂的应用研究[D]. 毕传健.东华大学 2017
[2]浙江某公司印染废水再生利用工程设计[D]. 窦婷.西安建筑科技大学 2016
本文编号：3123269
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