聚苯硫醚分离膜界面改性、结构调控与过滤分离性能的研究
发布时间：2021-05-22 05:54
膜分离已经成为一项成熟的技术并被广泛应用于生活和生产的各个领域,但常规分离膜材料很难应用于强酸、强碱、强极性有机溶剂及高温等极端环境下的分离过程中。聚苯硫醚（PPS）由于其具有较强的耐酸碱、耐有机溶剂腐蚀及耐高温的特性,特别适合用于苛刻环境下的膜分离过程。本文以PPS微滤膜为基膜,通过后改性方式,实现分离功能层的构建,制备复合纳滤膜,研究了纳滤分离膜的过滤与分离过程。同时,研究了PPS中空纤维膜制备方法,讨论了稀释剂组分及后处理工艺对中空纤维膜结构及性能的影响。其主要内容如下:（1）以PPS微孔膜为基膜,采用真空辅助自组装技术,将1,2-二（三乙氧基硅基）乙烷（BTESE）改性的氧化石墨烯（GO）在基膜表面构筑分离层,研究了BTESE浓度对复合膜结构及性能的影响。研究表明:在GO层间通过原位聚合作用,均匀地形成了有机硅纳米粒子（PB）,实现了纳米粒子的均匀插层。一方面在GO层间形成连续的亲水性传输通道,提高水分子和乙醇分子的渗透性能;另一方面PB纳米粒子的多孔结构能有效增强对染料分子的截留分离作用。（2）采用界面聚合法,将弱交联形成的纳米GO（NGO）/哌嗪（PIP）自组装单元固定在P...
【文章来源】：天津工业大学天津市
【文章页数】：124 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 膜分离技术概述
1.2.1 膜分离技术发展及现状
1.2.2 分离膜制备方法
1.2.3 分离膜改性方法
1.3 分离膜材料发展概述
1.3.1 无机膜
1.3.2 高分子聚合物膜
1.3.3 无机-有机复合膜
1.3.4 特种分离膜
1.4 聚苯硫醚材料及膜研究进展
1.4.1 聚苯硫醚简介
1.4.2 聚苯硫醚合成发展概述
1.4.3 聚苯硫醚中空纤维膜研究进展
1.4.4 聚苯硫醚纤维膜研究进展
1.4.5 聚苯硫醚平板膜研究进展
1.5 本文研究意义及内容
1.5.1 研究意义
1.5.2 研究内容
第二章 有机硅插层改性氧化石墨烯杂化PPS膜的制备及性能研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 原料与试剂
2.2.2 仪器设备
2.2.3 PPS微滤膜的制备
2.2.4 氧化石墨烯的制备
2.2.5 复合膜的制备
2.2.6 GO和膜结构与性能表征
2.3 结果与讨论
2.3.1 GO与 GO@2.5PB结构表征
2.3.2 复合膜表面结构分析
2.3.3 复合膜渗透性与分离性能分析
2.3.4 复合膜长期稳定性研究
2.3.5 复合膜耐溶剂性能分析
2.4 本章小结
第三章 NGO/PA层杂化PPS复合膜的制备及脱盐性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 原料与试剂
3.2.2 仪器设备
3.2.3 PPS微滤膜的制备
3.2.4 氧化石墨烯的制备
3.2.5 NGO的制备
3.2.6 复合膜的制备
3.2.7 GO、NGO和膜结构与性能表征
3.3 结果与讨论
3.3.1 GO,NGO结构表征
3.3.2 复合膜表面结构分析
3.3.3 复合膜接触角与纯水通量分析
3.3.4 复合膜功能层XRD分析
3.3.5 复合膜脱盐性能分析
3.4 本章小结
第四章 mLBL法制备“三明治”结构PA/O-NGO层杂化PPS复合膜
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 原料与试剂
4.2.2 仪器设备
4.2.3 PPS微滤膜的制备
4.2.4 氧化石墨烯的制备
4.2.5 O-NGO的制备
4.2.6 复合膜的制备
4.2.7 GO、O-NGO和膜结构与性能表征
4.3 结果与讨论
4.3.1 GO,NGO结构表征
4.3.2 复合膜表面结构分析
4.3.3 复合膜表面接触角分析
4.3.4 复合膜纯水通量分析
4.3.5 复合膜表面荷电性分析
4.3.6 复合膜脱盐性能分析
4.3.7 复合膜长期稳定性测试分析
4.4 本章小结
第五章 聚苯硫醚中空纤维膜结构调控及性能研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 原料与试剂
5.2.2 仪器设备
5.2.3 中空纤维初生膜的制备
5.2.4 热拉伸处理
5.2.5 中空纤维膜结构与性能表征
5.3 结果与讨论
5.3.1 膜的微观形貌分析
5.3.2 孔隙率测试
5.3.3 机械性能测试
5.3.4 接触角测试
5.3.5 水通量及截留性能测试
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
发表论文及参与科研情况
致谢
本文编号：3201108
【文章来源】：天津工业大学天津市
【文章页数】：124 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 膜分离技术概述
1.2.1 膜分离技术发展及现状
1.2.2 分离膜制备方法
1.2.3 分离膜改性方法
1.3 分离膜材料发展概述
1.3.1 无机膜
1.3.2 高分子聚合物膜
1.3.3 无机-有机复合膜
1.3.4 特种分离膜
1.4 聚苯硫醚材料及膜研究进展
1.4.1 聚苯硫醚简介
1.4.2 聚苯硫醚合成发展概述
1.4.3 聚苯硫醚中空纤维膜研究进展
1.4.4 聚苯硫醚纤维膜研究进展
1.4.5 聚苯硫醚平板膜研究进展
1.5 本文研究意义及内容
1.5.1 研究意义
1.5.2 研究内容
第二章 有机硅插层改性氧化石墨烯杂化PPS膜的制备及性能研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 原料与试剂
2.2.2 仪器设备
2.2.3 PPS微滤膜的制备
2.2.4 氧化石墨烯的制备
2.2.5 复合膜的制备
2.2.6 GO和膜结构与性能表征
2.3 结果与讨论
2.3.1 GO与 GO@2.5PB结构表征
2.3.2 复合膜表面结构分析
2.3.3 复合膜渗透性与分离性能分析
2.3.4 复合膜长期稳定性研究
2.3.5 复合膜耐溶剂性能分析
2.4 本章小结
第三章 NGO/PA层杂化PPS复合膜的制备及脱盐性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 原料与试剂
3.2.2 仪器设备
3.2.3 PPS微滤膜的制备
3.2.4 氧化石墨烯的制备
3.2.5 NGO的制备
3.2.6 复合膜的制备
3.2.7 GO、NGO和膜结构与性能表征
3.3 结果与讨论
3.3.1 GO,NGO结构表征
3.3.2 复合膜表面结构分析
3.3.3 复合膜接触角与纯水通量分析
3.3.4 复合膜功能层XRD分析
3.3.5 复合膜脱盐性能分析
3.4 本章小结
第四章 mLBL法制备“三明治”结构PA/O-NGO层杂化PPS复合膜
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 原料与试剂
4.2.2 仪器设备
4.2.3 PPS微滤膜的制备
4.2.4 氧化石墨烯的制备
4.2.5 O-NGO的制备
4.2.6 复合膜的制备
4.2.7 GO、O-NGO和膜结构与性能表征
4.3 结果与讨论
4.3.1 GO,NGO结构表征
4.3.2 复合膜表面结构分析
4.3.3 复合膜表面接触角分析
4.3.4 复合膜纯水通量分析
4.3.5 复合膜表面荷电性分析
4.3.6 复合膜脱盐性能分析
4.3.7 复合膜长期稳定性测试分析
4.4 本章小结
第五章 聚苯硫醚中空纤维膜结构调控及性能研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 原料与试剂
5.2.2 仪器设备
5.2.3 中空纤维初生膜的制备
5.2.4 热拉伸处理
5.2.5 中空纤维膜结构与性能表征
5.3 结果与讨论
5.3.1 膜的微观形貌分析
5.3.2 孔隙率测试
5.3.3 机械性能测试
5.3.4 接触角测试
5.3.5 水通量及截留性能测试
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
发表论文及参与科研情况
致谢
本文编号：3201108
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