TIPS法制备PVDF膜孔径调控和表面修饰及应用
发布时间：2021-11-20 01:06
本论文以疏水性聚合物聚偏氟乙烯（PVDF）为膜材料,采用热致相分离法（Thermally induced phase separation,TIPS）制备PVDF平板膜,研究了不同的凝胶浴条件、多巴胺沉积改性以及亲/疏水喷涂溶液的喷涂改性对最终膜结构及其性能的影响,并进行了油水分离的应用。本论文主要从以下三个方面开展工作。首先,未经改性的纯PVDF膜机械强度较低、通量小,且极易被蛋白质或者一些油污所污染造成膜孔堵塞,抗污染性能较差。基于这点,我们从凝胶浴条件着手,研究了不同的凝胶浴介质（水、空气）以及凝胶浴温度对膜结构以及性能的影响,并对其进行了“油水分离”的应用。通过实验我们发现改变凝胶浴条件可以很好的调控膜孔径,从而对膜的渗透性能及分离性能产生直接的影响。与使用“水”作为淬冷介质的传统TIPS法制备的膜(PVDFT-water)相比,在适宜温度（30℃）的空气浴下淬冷的PVDF膜(PVDFT-air)不仅更加节能、环保,而且膜孔径更大,纯水通量更高,且机械性能可以得到了很大的提升,最终能够突破纯水通量与抗拉强度关系的“trade-off”...
【文章来源】：上海师范大学上海市
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 膜分离综述
1.1.1 膜及其分离技术的发展历程
1.1.2 膜的分类
1.2 膜的制备方法
1.2.1 烧结法
1.2.2 拉伸法
1.2.3 径迹蚀刻法
1.2.4 溶胶凝胶法
1.2.5 相转化法
1.3 热致相分离法(TIPS)
1.3.1 热致相分离法(TIPS)制膜过程
1.3.2 热致相分离法(TIPS)的优点
1.3.3 热致相分离法(TIPS)的相图
1.3.4 热致相分离法(TIPS)的成膜机理
1.3.5 热致相分离法(TIPS)的影响因素
1.4 Janus膜
1.4.1 Janus膜简述
1.4.2 Janus膜研究现状
1.5 聚偏氟乙烯(PVDF)
1.5.1 PVDF膜的限制及不足之处
1.5.2 PVDF膜的亲水化改性手段
1.6 多巴胺
1.6.1 多巴胺聚合机理
1.6.2 多巴胺的物理化学性质
1.6.3 多巴胺在PVDF膜改性中的应用
1.7 本课题的意义及研究内容
第二章 不同条件下淬冷的TIPS法制备PVDF膜
2.1 引言
2.2 实验
2.2.1 实验材料
2.2.2 PVDF膜制备
2.2.3 膜表征
2.3 结果与讨论
2.3.1 膜形态
2.3.2 膜结晶性能
2.3.3 膜热量性质
2.3.4 膜孔径、孔隙率
2.3.5 润湿性能
2.3.6 渗透性能
2.3.7 机械性能
2.3.8 渗透通量与机械强度的关系
2.4 结论
第三章 空气浴TIPS法制备超高通量的PVDF膜及其应用
3.1 引言
3.2 实验
3.2.1 实验材料
3.2.2 PVDF膜的制备及改性
3.2.3 膜表征
3.2.4 油水乳液的制备
3.2.5 渗透性能和抗污染性能
3.2.6 油水分离
3.3 结果与讨论
3.3.1 膜形貌
3.3.2 膜表面分析
3.3.3 润湿性能
3.3.4 平均孔径和孔隙率
3.3.5 机械性能
3.3.6 渗透性能
3.3.7 抗污染性能
3.4 结论
第四章 一种简易“喷涂法”制备超亲水/超疏水PVDFJanus膜
4.1 引言
4.2 实验
4.2.1 实验材料
4.2.2 PVDF膜的制备
4.2.3 PVDF膜亲/疏水改性
4.2.4 膜表征
4.2.5 油水乳液和油水混合物的制备
4.2.6 渗透性能和耐久性测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 膜形貌
4.3.2 膜表面化学组分
4.3.3 膜的润湿性能
4.3.4 渗透性能
4.3.5 疏水面耐久性
4.4 结论
第五章 全文总结
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]聚多巴胺在生物材料表面改性中的应用[J]. 刘宗光,屈树新,翁杰. 化学进展. 2015(Z1)
[2]热致相分离法制备聚偏氟乙烯微孔膜的微观结构研究[J]. 李永国,苏仪,陈翠仙,李继定. 膜科学与技术. 2006(04)
本文编号：3506257
【文章来源】：上海师范大学上海市
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 膜分离综述
1.1.1 膜及其分离技术的发展历程
1.1.2 膜的分类
1.2 膜的制备方法
1.2.1 烧结法
1.2.2 拉伸法
1.2.3 径迹蚀刻法
1.2.4 溶胶凝胶法
1.2.5 相转化法
1.3 热致相分离法(TIPS)
1.3.1 热致相分离法(TIPS)制膜过程
1.3.2 热致相分离法(TIPS)的优点
1.3.3 热致相分离法(TIPS)的相图
1.3.4 热致相分离法(TIPS)的成膜机理
1.3.5 热致相分离法(TIPS)的影响因素
1.4 Janus膜
1.4.1 Janus膜简述
1.4.2 Janus膜研究现状
1.5 聚偏氟乙烯(PVDF)
1.5.1 PVDF膜的限制及不足之处
1.5.2 PVDF膜的亲水化改性手段
1.6 多巴胺
1.6.1 多巴胺聚合机理
1.6.2 多巴胺的物理化学性质
1.6.3 多巴胺在PVDF膜改性中的应用
1.7 本课题的意义及研究内容
第二章 不同条件下淬冷的TIPS法制备PVDF膜
2.1 引言
2.2 实验
2.2.1 实验材料
2.2.2 PVDF膜制备
2.2.3 膜表征
2.3 结果与讨论
2.3.1 膜形态
2.3.2 膜结晶性能
2.3.3 膜热量性质
2.3.4 膜孔径、孔隙率
2.3.5 润湿性能
2.3.6 渗透性能
2.3.7 机械性能
2.3.8 渗透通量与机械强度的关系
2.4 结论
第三章 空气浴TIPS法制备超高通量的PVDF膜及其应用
3.1 引言
3.2 实验
3.2.1 实验材料
3.2.2 PVDF膜的制备及改性
3.2.3 膜表征
3.2.4 油水乳液的制备
3.2.5 渗透性能和抗污染性能
3.2.6 油水分离
3.3 结果与讨论
3.3.1 膜形貌
3.3.2 膜表面分析
3.3.3 润湿性能
3.3.4 平均孔径和孔隙率
3.3.5 机械性能
3.3.6 渗透性能
3.3.7 抗污染性能
3.4 结论
第四章 一种简易“喷涂法”制备超亲水/超疏水PVDFJanus膜
4.1 引言
4.2 实验
4.2.1 实验材料
4.2.2 PVDF膜的制备
4.2.3 PVDF膜亲/疏水改性
4.2.4 膜表征
4.2.5 油水乳液和油水混合物的制备
4.2.6 渗透性能和耐久性测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 膜形貌
4.3.2 膜表面化学组分
4.3.3 膜的润湿性能
4.3.4 渗透性能
4.3.5 疏水面耐久性
4.4 结论
第五章 全文总结
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]聚多巴胺在生物材料表面改性中的应用[J]. 刘宗光,屈树新,翁杰. 化学进展. 2015(Z1)
[2]热致相分离法制备聚偏氟乙烯微孔膜的微观结构研究[J]. 李永国,苏仪,陈翠仙,李继定. 膜科学与技术. 2006(04)
本文编号：3506257
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3506257.html
