TiO 2 /聚电解质杂化纳滤膜的制备及其分离性能的研究
发布时间：2021-09-19 00:38
纳滤膜分离过程中的抗污染性差和通量低是目前纳滤膜存在的两个主要问题,通过对膜材料的选取和成膜方法的研究来提高膜通量、增强抗污染性成为纳滤膜研究的重点。近年来,将具有特殊性质的无机纳米材料与有机溶剂或高分子聚合物结合起来制备出有机-无机杂化膜材料,可以有效提高膜表面的亲水性和通量,是解决分离膜通量低、易污染的最有效的技术之一。本文采用阴、阳离子聚电解质对TiO2纳米粒子进行改性,通过低温沉淀-胶溶过程制备出荷电性锐钛矿型二氧化钛纳米粒子。利用静电层层自组装技术将制备出的荷电性锐钛矿型二氧化钛纳米粒子与聚电解质掺杂制备了TiO2/聚电解质杂化纳滤膜,并对杂化膜的分离性能及其自清洁性能进行了研究。首先,采用低温沉淀-胶溶过程（LTPPP）在50℃胶溶温度下制备出锐钛矿型二氧化钛纳米粒子,并利用阴离子聚电解质聚苯乙烯磺酸钠（PSS）和阳离子聚电解质聚乙烯亚胺（PEI）对二氧化钛进行改性,分别得到具有荷电性的PSS-TiO2和PEI-TiO2纳米粒子,并通过改变制备条件实现了对两种纳米粒子的荷电量调控。采用XRD和HREM对PSS-TiO2和PEI-TiO2两种纳米粒子的晶型进行了表征,结果表明...
【文章来源】：北京工业大学北京市 211工程院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 纳滤膜技术概述
1.1.1 引言
1.1.2 纳滤膜的分离原理
1.1.3 纳滤膜的制备方法
1.1.3.1 L-S相转化法
1.1.3.2 涂覆法
1.1.3.3 共混法
1.1.3.4 界面聚合法
1.1.3.5 层层自组装法
1.1.4 纳滤膜的改性
1.1.4.1 纳滤膜材料的改性
1.1.4.2 纳滤膜的表面改性
1.2 超亲水概述
1.2.1 超亲水简介
1.2.2 超亲水的形成及作用机理
1.2.3 超亲水表面的制备方法
1.3 二氧化钛杂化膜的研究进展
1.3.1 二氧化钛纳米粒子简介
1.3.2 纳米二氧化钛的制备方法
1.3.2.1 溶胶-凝胶法
1.3.2.2 水热法
1.3.2.3 沉淀法
1.3.2.4 微乳液法
1.3.3 TiO_2的光催化作用原理
1.3.4 TiO_2的光诱导亲水机理
1.3.5 二氧化钛分离杂化膜的研究进展
1.3.5.1 二氧化钛纳米材料在微滤膜材料中的应用
1.3.5.2 二氧化钛纳米材料在超滤膜中的应用
1.3.5.3 二氧化钛纳米材料在渗透汽化膜中的应用
1.3.5.4 二氧化钛纳米材料在纳滤膜中的应用
1.4 课题研究的目的和意义
1.5 本课题主要研究内容
1.6 课题来源
第2章 实验部分
2.1 实验材料与设备
2.1.1 实验材料与试剂
2.1.2 实验仪器与设备
2.2 荷电性锐钛矿型TiO_2纳米粒子的低温制备
2.3 TiO_2/PEI/PSS杂化膜的制备
2.3.1 聚丙烯腈基膜的水解改性
2.3.2 TiO_2/聚电解质杂化膜的制备
2.4 TiO_2纳米粒子的表征方法
2.4.1 X-射线衍射(XRD)
2.4.2 表面形貌及微观结构测定
2.4.3 紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis)
2.4.4 荧光光致发光（PL）
2.5 TiO_2纳米粒子的性能评价
2.5.1 荷电性能评价
2.5.2 稳定性评价
2.5.3 吸附性能评价
2.5.4 光催化性能评价
2.6 杂化纳滤膜的表征
2.6.1 膜表面傅里叶红外光谱表征
2.6.2 膜表面荷电性能表征
2.6.3 膜表面形貌表征
2.6.4 膜表面粗糙度表征
2.6.5 膜表面亲水性表征
2.7 杂化纳滤膜的性能评价
2.7.1 杂化纳滤膜的评价装置
2.7.2 杂化纳滤膜性能的评价
第3章 荷电性锐钛矿型TiO_2纳米粒子的低温制备及其光催化性能的研究
3.1 荷电性锐钛矿型TiO_2纳米粒子的结构和形貌表征
3.2 不同荷电性锐钛矿型TiO_2纳米粒子的Zeta电位、粒径和稳定性的研究
3.3 不同荷电性锐钛矿型 TiO_2纳米粒子的光催化性能研究
3.3.1 不同荷电性锐钛矿型TiO_2纳米粒子的吸附性能
3.3.2 不同荷电性锐钛矿型TiO_2纳米粒子对染料的光降解性能
3.4 本章小结
第4章 TiO_2/聚电解质杂化纳滤膜的制备及其分离性能的研究
4.1 TiO_2/聚电解质杂化纳滤膜的制备
4.2 TiO_2/聚电解质杂化纳滤膜的表征
4.3 PEI-TiO_2/PSS杂化纳滤膜对重金属离子的截留性能
4.4 PEI/PSS-TiO_2杂化纳滤膜对染料的截留性能
4.5 PEI/PSS-TiO_2杂化纳滤膜的自清洁性能
4.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术成果
致谢
本文编号：3400651
【文章来源】：北京工业大学北京市 211工程院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 纳滤膜技术概述
1.1.1 引言
1.1.2 纳滤膜的分离原理
1.1.3 纳滤膜的制备方法
1.1.3.1 L-S相转化法
1.1.3.2 涂覆法
1.1.3.3 共混法
1.1.3.4 界面聚合法
1.1.3.5 层层自组装法
1.1.4 纳滤膜的改性
1.1.4.1 纳滤膜材料的改性
1.1.4.2 纳滤膜的表面改性
1.2 超亲水概述
1.2.1 超亲水简介
1.2.2 超亲水的形成及作用机理
1.2.3 超亲水表面的制备方法
1.3 二氧化钛杂化膜的研究进展
1.3.1 二氧化钛纳米粒子简介
1.3.2 纳米二氧化钛的制备方法
1.3.2.1 溶胶-凝胶法
1.3.2.2 水热法
1.3.2.3 沉淀法
1.3.2.4 微乳液法
1.3.3 TiO_2的光催化作用原理
1.3.4 TiO_2的光诱导亲水机理
1.3.5 二氧化钛分离杂化膜的研究进展
1.3.5.1 二氧化钛纳米材料在微滤膜材料中的应用
1.3.5.2 二氧化钛纳米材料在超滤膜中的应用
1.3.5.3 二氧化钛纳米材料在渗透汽化膜中的应用
1.3.5.4 二氧化钛纳米材料在纳滤膜中的应用
1.4 课题研究的目的和意义
1.5 本课题主要研究内容
1.6 课题来源
第2章 实验部分
2.1 实验材料与设备
2.1.1 实验材料与试剂
2.1.2 实验仪器与设备
2.2 荷电性锐钛矿型TiO_2纳米粒子的低温制备
2.3 TiO_2/PEI/PSS杂化膜的制备
2.3.1 聚丙烯腈基膜的水解改性
2.3.2 TiO_2/聚电解质杂化膜的制备
2.4 TiO_2纳米粒子的表征方法
2.4.1 X-射线衍射(XRD)
2.4.2 表面形貌及微观结构测定
2.4.3 紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis)
2.4.4 荧光光致发光（PL）
2.5 TiO_2纳米粒子的性能评价
2.5.1 荷电性能评价
2.5.2 稳定性评价
2.5.3 吸附性能评价
2.5.4 光催化性能评价
2.6 杂化纳滤膜的表征
2.6.1 膜表面傅里叶红外光谱表征
2.6.2 膜表面荷电性能表征
2.6.3 膜表面形貌表征
2.6.4 膜表面粗糙度表征
2.6.5 膜表面亲水性表征
2.7 杂化纳滤膜的性能评价
2.7.1 杂化纳滤膜的评价装置
2.7.2 杂化纳滤膜性能的评价
第3章 荷电性锐钛矿型TiO_2纳米粒子的低温制备及其光催化性能的研究
3.1 荷电性锐钛矿型TiO_2纳米粒子的结构和形貌表征
3.2 不同荷电性锐钛矿型TiO_2纳米粒子的Zeta电位、粒径和稳定性的研究
3.3 不同荷电性锐钛矿型 TiO_2纳米粒子的光催化性能研究
3.3.1 不同荷电性锐钛矿型TiO_2纳米粒子的吸附性能
3.3.2 不同荷电性锐钛矿型TiO_2纳米粒子对染料的光降解性能
3.4 本章小结
第4章 TiO_2/聚电解质杂化纳滤膜的制备及其分离性能的研究
4.1 TiO_2/聚电解质杂化纳滤膜的制备
4.2 TiO_2/聚电解质杂化纳滤膜的表征
4.3 PEI-TiO_2/PSS杂化纳滤膜对重金属离子的截留性能
4.4 PEI/PSS-TiO_2杂化纳滤膜对染料的截留性能
4.5 PEI/PSS-TiO_2杂化纳滤膜的自清洁性能
4.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术成果
致谢
本文编号：3400651
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