相转化法+溶胶—凝胶法制备PAN/SiO 2 杂化膜的研究
发布时间：2022-01-26 04:02
膜污染导致膜的寿命降低,成本增加,是多孔聚合物膜广泛应用的主要障碍,将具有优良的亲水性、高的比表面积等特点的无机纳米粒子引入多孔聚合物膜中以制备有机-无机杂化膜,在提高多孔聚合物膜抗污染性能上已被证明是一种行之有效的方法。然而,无机纳米粒子易团聚和无机纳米粒子与有机聚合物之间的相容性差、结合力弱,是制备有机-无机杂化膜的两个主要存在的问题。因此,探索和开发具有良好的孔径可控性和孔径分布窄的有机-无机杂化膜的制备新方法、新途径,具有重要意义。基于以上问题的考虑,我们利用相转化法+溶胶-凝胶法制备了具有良好孔径可控性和窄的孔径分布的PAN/SiO2杂化膜,同时提高了其抗污染性能,并对水解改性以及纳米杂化过程对膜的性能进行了深入探讨。采用衰减全反射-傅里叶变换红外光谱（ATR-FTIR）、场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）、原子力显微镜（AFM）、Zeta电位仪和接触角测试仪等仪器分别对实验制备膜的化学结构、形貌结构、表面粗糙度、表面电荷和亲水性等进行表征。采用错流过滤实验,系统研究了PAN膜、水解膜以及杂化膜的截留分子量（MWCO）、纯水渗透通量以及对不同溶质水溶液...
【文章来源】：浙江理工大学浙江省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 膜分离技术
1.2 分离膜概况
1.3 有机-无机杂化膜的应用
1.3.1 超滤
1.3.2 纳滤
1.3.3 反渗透
1.3.4 其他应用
1.4 有机-无机杂化膜的制备
1.4.1 无机纳米粒子改性制备有机-无机杂化膜
1.4.2 复合纳米粒子改性制备有机-无机杂化膜
1.4.3 纳米粒子前驱体改性制备有机-无机杂化膜
1.5 论文研究意义和主要内容
1.5.1 研究意义
1.5.2 主要内容
第二章 实验部分
2.1 实验试剂、原料及仪器设备
2.2 PAN/SiO_2杂化膜的制备
2.3 PAN/SiO_2杂化多孔膜的表征
2.3.1 傅里叶红外光谱（FTIR-ATR）分析
2.3.2 场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）分析
2.3.3 能量色散X射线光谱仪(EDS)分析
2.3.4 X-射线光电子能谱(XPS)分析
2.3.5 原子力显微镜（AFM）表征
2.3.6 膜表面水接触角测定
2.3.7 膜表面Zeta电位测试
2.3.8 膜孔隙率及孔径分布测试
2.4 PAN/SiO_2杂化膜的分离性能评价
2.4.1 渗透通量和截留率的测定
2.4.2 膜截留分子量的测定
2.5 抗污染实验
2.5.1 静态BSA吸附实验
2.5.2 动态BSA过滤实验
第三章 PAN/SiO_2杂化膜的制备与表征
3.1 杂化膜的制备
3.2 杂化膜表面性质研究
3.2.1 红外光谱（FTIR-ATR）
3.2.2 X-射线光电子能谱 (XPS)
3.2.3 场发射扫描电镜（FE-SEM）
3.2.4 原子力扫面显微镜（AFM）
3.2.5 膜表面亲水性分析
3.2.6 Zeta电位
3.3 杂化膜断面性质研究
3.3.1 场发射扫描电镜（FE-SEM）
3.3.2 元素分布（Si-Mapping）
3.3.3 元素分析（EDS）
3.4 小结
第四章 PAN/SiO_2杂化膜的性能研究
4.1 杂化膜分离性能研究
4.1.1 水解程度对分离性能的影响
4.1.2 热处理温度对分离性能的影响
4.1.3 热处理时间对分离性能的影响
4.1.4 TEOS浓度对分离性能的影响
4.2 孔径分析
4.3 孔隙率分析
4.4 抗污染实验
4.4.1 静态抗污染实验
4.4.2 动态抗污染实验
4.5 小结
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种新的制备有机-无机杂化膜的方法——前驱体水解聚合法制备聚偏氟乙烯-硅杂化膜[J]. 刘晓娟,彭跃莲,纪树兰. 膜科学与技术. 2008(01)
[2]填充纳米SiO2对聚偏氟乙烯膜性能的影响[J]. 张裕卿,张红柳,曲云. 膜科学与技术. 2007(06)
[3]有机-无机杂化分离膜研究进展[J]. 张秋根,周国波,刘庆林. 高分子通报. 2006(11)
[4]纳米SiO2/PVA复合超滤膜的制备及性能研究[J]. 姜云鹏,王榕树. 高分子材料科学与工程. 2002(05)
博士论文
[1]纳米无机掺杂改性聚偏氟乙烯超滤膜的制备及其性能研究[D]. 廖婵娟.武汉大学 2011
硕士论文
[1]介孔SiO2/聚酰胺反渗透复合膜的制备[D]. 王丽.中国海洋大学 2010
[2]有机—无机杂化纳滤膜的制备及其在红霉素分离方面的应用[D]. 艾晓莉.西北工业大学 2004
本文编号：3609775
【文章来源】：浙江理工大学浙江省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 膜分离技术
1.2 分离膜概况
1.3 有机-无机杂化膜的应用
1.3.1 超滤
1.3.2 纳滤
1.3.3 反渗透
1.3.4 其他应用
1.4 有机-无机杂化膜的制备
1.4.1 无机纳米粒子改性制备有机-无机杂化膜
1.4.2 复合纳米粒子改性制备有机-无机杂化膜
1.4.3 纳米粒子前驱体改性制备有机-无机杂化膜
1.5 论文研究意义和主要内容
1.5.1 研究意义
1.5.2 主要内容
第二章 实验部分
2.1 实验试剂、原料及仪器设备
2.2 PAN/SiO_2杂化膜的制备
2.3 PAN/SiO_2杂化多孔膜的表征
2.3.1 傅里叶红外光谱（FTIR-ATR）分析
2.3.2 场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）分析
2.3.3 能量色散X射线光谱仪(EDS)分析
2.3.4 X-射线光电子能谱(XPS)分析
2.3.5 原子力显微镜（AFM）表征
2.3.6 膜表面水接触角测定
2.3.7 膜表面Zeta电位测试
2.3.8 膜孔隙率及孔径分布测试
2.4 PAN/SiO_2杂化膜的分离性能评价
2.4.1 渗透通量和截留率的测定
2.4.2 膜截留分子量的测定
2.5 抗污染实验
2.5.1 静态BSA吸附实验
2.5.2 动态BSA过滤实验
第三章 PAN/SiO_2杂化膜的制备与表征
3.1 杂化膜的制备
3.2 杂化膜表面性质研究
3.2.1 红外光谱（FTIR-ATR）
3.2.2 X-射线光电子能谱 (XPS)
3.2.3 场发射扫描电镜（FE-SEM）
3.2.4 原子力扫面显微镜（AFM）
3.2.5 膜表面亲水性分析
3.2.6 Zeta电位
3.3 杂化膜断面性质研究
3.3.1 场发射扫描电镜（FE-SEM）
3.3.2 元素分布（Si-Mapping）
3.3.3 元素分析（EDS）
3.4 小结
第四章 PAN/SiO_2杂化膜的性能研究
4.1 杂化膜分离性能研究
4.1.1 水解程度对分离性能的影响
4.1.2 热处理温度对分离性能的影响
4.1.3 热处理时间对分离性能的影响
4.1.4 TEOS浓度对分离性能的影响
4.2 孔径分析
4.3 孔隙率分析
4.4 抗污染实验
4.4.1 静态抗污染实验
4.4.2 动态抗污染实验
4.5 小结
第五章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种新的制备有机-无机杂化膜的方法——前驱体水解聚合法制备聚偏氟乙烯-硅杂化膜[J]. 刘晓娟,彭跃莲,纪树兰. 膜科学与技术. 2008(01)
[2]填充纳米SiO2对聚偏氟乙烯膜性能的影响[J]. 张裕卿,张红柳,曲云. 膜科学与技术. 2007(06)
[3]有机-无机杂化分离膜研究进展[J]. 张秋根,周国波,刘庆林. 高分子通报. 2006(11)
[4]纳米SiO2/PVA复合超滤膜的制备及性能研究[J]. 姜云鹏,王榕树. 高分子材料科学与工程. 2002(05)
博士论文
[1]纳米无机掺杂改性聚偏氟乙烯超滤膜的制备及其性能研究[D]. 廖婵娟.武汉大学 2011
硕士论文
[1]介孔SiO2/聚酰胺反渗透复合膜的制备[D]. 王丽.中国海洋大学 2010
[2]有机—无机杂化纳滤膜的制备及其在红霉素分离方面的应用[D]. 艾晓莉.西北工业大学 2004
本文编号：3609775
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3609775.html
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