聚苯硫醚膜亲水改性及性能研究
发布时间：2021-08-02 00:52
膜分离技术是一种简便,节能,高效的分离技术并且被广泛的应用在很多领域。然而,在强酸、强碱、极性溶剂等极端条件下常规材料的膜结构很容易被破坏。聚苯硫醚（PPS）具有优良的热稳定性及耐酸碱和耐溶剂性能,有望成为一种新的膜分离材料。PPS膜本身具有疏水性,在水处理过程中很容易被污染,这严重阻碍了 PPS膜的大规模应用。为提高PPS膜的亲水性及抗污染性能,需要对PPS膜进行亲水化改性,以提高膜的润湿性能、抗污染性能以及对染料、金属离子的截留性能。首先,选用聚多巴胺（PDA）和聚乙烯亚胺（PEI）对PPS膜进行表面改性,探索不同改性时间对PPS膜性能的影响。通过测定膜的渗透通量和截留率解析改性PPS膜的分离性能。利用PEI和PDA发生迈克尔加成或席夫碱交联反应,制备了 PDA/PEI改性PPS膜,该膜具有较好的耐酸碱性。通过改性膜和未改性膜对染料甲基蓝（MB）和罗丹明B（RhB）截留性能的研究发现PDA/PEI改性PPS膜对染料具有较高的截留性能（>99.0%）。在180 min的过滤中,改性膜对染料MB和RhB仍然保持较高的截留性,并且在染料RhB的过滤过程中可以重复过滤至少3次,而且通...
【文章来源】：天津工业大学天津市
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２ＰＶＤＦ膜亲水化改性示意图［３１］??表面涂覆改性是指通过浸泡、旋涂或浇铸的方法在膜表面引入相应改性剂，??
逐渐迁移到分离膜表面：而对于非极性疏水链段，其可被与其共价相连的??亲水链段牵引到膜的表面，这个过程被称为强制表面偏析作用。强制偏析过程示??意图如图１－４所示。??总之，共混两亲嵌段共聚物亲水改性在改善膜表面的抗污性能等方面具有很??多的优点，如原位改性，改性效果可灵活调控、可实现膜表面和膜孔的三维改性。??但是该方法同时也具有一些缺点，例如适合的表而偏析试剂种类较少且合成过程??复杂；有些两亲性改性剂与膜材料往往相容性较差｜４９］。??ＰＥＳ／Ｆ１２７－ｂ－ＰＤＭＳｎ??，一；Ｔ＃?ｙ??之Ｗ?Ｗ气＞??＾?Ｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎ?、??Ｖ?ｊ??ｍ?｜ｌ??＊—＾?＇??ＰＥＳ?ＰＰＯ?ＰＥＯ?ＰＤＭＳ??ｍａｔｒｉｘ?ｓｅｇｍｅｎｔ?ｓｅｇｍｅｎｔ?ｓｅｇｍｅｎｔ??图１?＞４膜制备过程中的强制表面偏析过程示意图％??（３）无机纳米颗粒??由于共混纳米粒子方法简单，利用无机纳米颗粒作为添加剂对分离膜进行改??性以提高膜的亲水性、水通量和抗污染性的研究也逐渐受到重视＾５１１。很多纳米??颗粒具有特殊的功能性，例如导电性、磁性、光学性质、以及热稳定性等，可以??用来提高膜的性能及赋予膜特殊的功能性Ｈ５３］。与表面涂覆、表面接枝以及共混??高分子相比，共混无机纳米颗粒可以有效地提高ＰＶＤＦ膜的机械性能＾１。纳米颗??粒在膜基体内部的均匀分散性是该研究的重点。常用的无机纳米颗粒有ＬｉＣｌ［５５］、??Ｔｉ０２【５６］、ＳｉＯ＃７］、改性蒙脱土Ｉ５８】和氧化石墨烯［５＿等。添加Ｔｉ０２纳米颗粒后的??改性膜
生协同作用。Ｃｈａｎｇ等Ｍ人制备了含有氧化石墨烯的不对称ＰＶＤＦ复合超滤膜。??结果表明了?ＧＯ与ＰＶＰ的协同作用增强了表面亲水性和防污性能。协同作用如??图１－５所示。水溶性高分子ＰＶＰ，其表面含有大量的酮基，因此可以与ＧＯ表面??的羟基产生氢键作用。??７馨．＾！７馨??二．‘暴??ＣＯＯｓＩ?Ｃ?Ｏ?Ｈ?ｒ???????丄、；ｔ?丫足?ｔ?１??ｒ．．－．七－?????－一？－兌??Ｌｌ－?－?严：ｒＪ．－．、，？产么??乂．．－．．、—．?１?丫??丄乂?：Ｌ，丄＇？：＿＿＿＿，，九？？产Ｊ????Ｙ?／?Ｃ＜Ｋ＞ｉｌ?ＣＯＯｌｔ??７?ｐｖｐ??ｊ人一ｗ??图１－５?ＰＶＤＦ成膜过程中ＧＯ与ＰＶＰ的协同作用示意图＾??虽然共混无机纳米粒子的方法操作简单，但是由于许多的纳米粒子被包埋在??膜的主体内部，所以纳米粒子共混方法对膜的亲水性改善效果非常育限。另一方??面在膜表面组装或者沉积纳米粒子的方法虽然可以大幅度提高膜的润湿性能，但??是纳米粒子和膜表面的结合力不强，很容易从膜表面脱落，并且也会造成一部分??的膜孔堵塞现象。??上面介绍了膜亲水化改性的不同方法
【参考文献】：
期刊论文
[1]“枝干”结构碳纳米管/壳聚糖纤维膜的制备及其对染料废水的过滤[J]. 吴腾飞,李显华,王利媛,腾堃玥,徐志伟. 天津纺织科技. 2016(01)
[2]印染废水处理技术的现状及其发展趋势[J]. 马万征,李忠芳,王艳,谢越,邹海明,马万敏. 应用化工. 2012(12)
[3]高级氧化技术在纺织印染废水处理中的应用[J]. 范荣桂,黄大青,方辽卫,白永新,梁红星. 安全与环境工程. 2011(02)
[4]活性染料染色废水反渗透膜法处理试验研究[J]. 刘梅红,朱碧文,成坚. 水处理技术. 2009(03)
[5]膜法水处理技术与传统方法的比较[J]. 杨彬,樊贵盛,梁镇海. 太原理工大学学报. 2004(02)
[6]超滤膜的改性研究及应用[J]. 陆晓峰,卞晓锴. 膜科学与技术. 2003(04)
[7]印染废水处理技术进展[J]. 明银安,陆晓华. 工业安全与环保. 2003(08)
[8]膜生物反应器中的膜污染问题[J]. 殷峻,陈英旭. 环境污染治理技术与设备. 2001(03)
[9]用超滤回收印染废水中的士林染料[J]. 姜安玺,郭维华. 环境保护科学. 1984(03)
博士论文
[1]静电纺聚砜纤维膜的改性处理及对染料的过滤性能研究[D]. 刘雷艮.苏州大学 2013
硕士论文
[1]荷正电中空纤维纳滤膜的制备及其在染料纯化工艺上的应用[D]. 王松雪.浙江工业大学 2015
本文编号：3316557
【文章来源】：天津工业大学天津市
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２ＰＶＤＦ膜亲水化改性示意图［３１］??表面涂覆改性是指通过浸泡、旋涂或浇铸的方法在膜表面引入相应改性剂，??
逐渐迁移到分离膜表面：而对于非极性疏水链段，其可被与其共价相连的??亲水链段牵引到膜的表面，这个过程被称为强制表面偏析作用。强制偏析过程示??意图如图１－４所示。??总之，共混两亲嵌段共聚物亲水改性在改善膜表面的抗污性能等方面具有很??多的优点，如原位改性，改性效果可灵活调控、可实现膜表面和膜孔的三维改性。??但是该方法同时也具有一些缺点，例如适合的表而偏析试剂种类较少且合成过程??复杂；有些两亲性改性剂与膜材料往往相容性较差｜４９］。??ＰＥＳ／Ｆ１２７－ｂ－ＰＤＭＳｎ??，一；Ｔ＃?ｙ??之Ｗ?Ｗ气＞??＾?Ｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎ?、??Ｖ?ｊ??ｍ?｜ｌ??＊—＾?＇??ＰＥＳ?ＰＰＯ?ＰＥＯ?ＰＤＭＳ??ｍａｔｒｉｘ?ｓｅｇｍｅｎｔ?ｓｅｇｍｅｎｔ?ｓｅｇｍｅｎｔ??图１?＞４膜制备过程中的强制表面偏析过程示意图％??（３）无机纳米颗粒??由于共混纳米粒子方法简单，利用无机纳米颗粒作为添加剂对分离膜进行改??性以提高膜的亲水性、水通量和抗污染性的研究也逐渐受到重视＾５１１。很多纳米??颗粒具有特殊的功能性，例如导电性、磁性、光学性质、以及热稳定性等，可以??用来提高膜的性能及赋予膜特殊的功能性Ｈ５３］。与表面涂覆、表面接枝以及共混??高分子相比，共混无机纳米颗粒可以有效地提高ＰＶＤＦ膜的机械性能＾１。纳米颗??粒在膜基体内部的均匀分散性是该研究的重点。常用的无机纳米颗粒有ＬｉＣｌ［５５］、??Ｔｉ０２【５６］、ＳｉＯ＃７］、改性蒙脱土Ｉ５８】和氧化石墨烯［５＿等。添加Ｔｉ０２纳米颗粒后的??改性膜
生协同作用。Ｃｈａｎｇ等Ｍ人制备了含有氧化石墨烯的不对称ＰＶＤＦ复合超滤膜。??结果表明了?ＧＯ与ＰＶＰ的协同作用增强了表面亲水性和防污性能。协同作用如??图１－５所示。水溶性高分子ＰＶＰ，其表面含有大量的酮基，因此可以与ＧＯ表面??的羟基产生氢键作用。??７馨．＾！７馨??二．‘暴??ＣＯＯｓＩ?Ｃ?Ｏ?Ｈ?ｒ???????丄、；ｔ?丫足?ｔ?１??ｒ．．－．七－?????－一？－兌??Ｌｌ－?－?严：ｒＪ．－．、，？产么??乂．．－．．、—．?１?丫??丄乂?：Ｌ，丄＇？：＿＿＿＿，，九？？产Ｊ????Ｙ?／?Ｃ＜Ｋ＞ｉｌ?ＣＯＯｌｔ??７?ｐｖｐ??ｊ人一ｗ??图１－５?ＰＶＤＦ成膜过程中ＧＯ与ＰＶＰ的协同作用示意图＾??虽然共混无机纳米粒子的方法操作简单，但是由于许多的纳米粒子被包埋在??膜的主体内部，所以纳米粒子共混方法对膜的亲水性改善效果非常育限。另一方??面在膜表面组装或者沉积纳米粒子的方法虽然可以大幅度提高膜的润湿性能，但??是纳米粒子和膜表面的结合力不强，很容易从膜表面脱落，并且也会造成一部分??的膜孔堵塞现象。??上面介绍了膜亲水化改性的不同方法
【参考文献】：
期刊论文
[1]“枝干”结构碳纳米管/壳聚糖纤维膜的制备及其对染料废水的过滤[J]. 吴腾飞,李显华,王利媛,腾堃玥,徐志伟. 天津纺织科技. 2016(01)
[2]印染废水处理技术的现状及其发展趋势[J]. 马万征,李忠芳,王艳,谢越,邹海明,马万敏. 应用化工. 2012(12)
[3]高级氧化技术在纺织印染废水处理中的应用[J]. 范荣桂,黄大青,方辽卫,白永新,梁红星. 安全与环境工程. 2011(02)
[4]活性染料染色废水反渗透膜法处理试验研究[J]. 刘梅红,朱碧文,成坚. 水处理技术. 2009(03)
[5]膜法水处理技术与传统方法的比较[J]. 杨彬,樊贵盛,梁镇海. 太原理工大学学报. 2004(02)
[6]超滤膜的改性研究及应用[J]. 陆晓峰,卞晓锴. 膜科学与技术. 2003(04)
[7]印染废水处理技术进展[J]. 明银安,陆晓华. 工业安全与环保. 2003(08)
[8]膜生物反应器中的膜污染问题[J]. 殷峻,陈英旭. 环境污染治理技术与设备. 2001(03)
[9]用超滤回收印染废水中的士林染料[J]. 姜安玺,郭维华. 环境保护科学. 1984(03)
博士论文
[1]静电纺聚砜纤维膜的改性处理及对染料的过滤性能研究[D]. 刘雷艮.苏州大学 2013
硕士论文
[1]荷正电中空纤维纳滤膜的制备及其在染料纯化工艺上的应用[D]. 王松雪.浙江工业大学 2015
本文编号：3316557
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3316557.html
