超声原位强化自组装有机/无机杂化膜及其分离性能
发布时间：2022-02-18 13:31
当前,膜分离技术在化工、环保、能源等领域扮演着重要角色,发展高性能膜始终是其核心和关键所在。有机/无机杂化膜结合了有机、无机组分的优良特性,具有较高的热稳定性、机械强度和特殊的化学性质,有机/无机杂化膜是未来分离膜的重要发展方向之一。如何克服无机粒子在有机聚合物基质中的团聚现象并实现纳米级分散是有机/无机杂化膜制备过程面临的最主要瓶颈之一。本研究在聚砜（PS）基底上制备聚二甲基硅氧烷（PDMS）杂化膜,提出采用超声原位强化技术改善杂化膜的粒子纳米级分散,进一步提高膜的综合性能。扫描电镜（SEM）结果显示,超声空化作用使无机粒子均匀分散在膜表面,且与PDMS的界面结合紧密。X射线能量色散（EDX）线状扫描元素分析结合SEM图可以得出,杂化膜表面分离层厚度大约为6μm。原子力显微镜（AFM）对膜表面的粗糙情况进行了表征,结果发现超声空化作用有效克服了无机粒子在膜表面发生二次团聚,进而在膜表面形成了细微的粗糙结构。静态接触角和乙醇动态接触角测试结果表明,膜表面的疏水性由于超声强化作用形成的纳微阶层结构而得到了提升,且当SiO2负载量为5wt%时,杂化膜表面的亲醇性达到最强。本研究将超声原位强...
【文章来源】：北京工业大学北京市211工程院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 渗透汽化
1.1.1 渗透汽化技术的原理
1.1.2 渗透汽化膜性能评价指标
1.1.3 渗透汽化过程的影响因素
1.1.4 渗透汽化技术的应用
1.1.5 渗透汽化技术存在的问题及发展趋势
1.2 耐溶剂纳滤
1.2.1 耐溶剂纳滤传质机理
1.2.2 耐溶剂纳滤性能评价指标
1.2.3 耐溶剂纳滤的应用
1.2.4 耐溶剂纳滤膜存在的问题和发展前景
1.3 有机/无机杂化膜
1.3.1 有机/无机杂化膜的分类
1.3.2 杂化膜材料
1.3.3 杂化膜制备方法
1.4 本课题的研究目的和意义
1.5 本课题研究的主要内容
1.6 课题来源
第2章 实验部分
2.1 实验药品和设备
2.1.1 实验材料与试剂
2.1.2 实验设备
2.2 ZSM-5 分子筛的改性
2.3 ZIF-8 粒子的合成
2.4 超声原位强化自组装有机/无机杂化膜
2.4.1 聚砜基膜的预处理
2.4.2 杂化膜的制备步骤
2.5 杂化膜的评价方法和装置
2.5.1 渗透汽化评价装置及方法
2.5.2 耐有机溶剂纳滤评价装置及方法
2.6 表征方法
2.6.1 扫描电子显微镜（SEM）
2.6.2 X射线能量色散谱仪（EDX）
2.6.3 原子力显微镜（AFM）
2.6.4 接触角测定仪（CA）
第3章 超声原位强化自组装有机/无机杂化膜机理研究
3.1 扫描电镜（SEM）表征
3.2 原子力显微镜（AFM）表征
3.3 X射线能量色散仪表征
3.4 静态接触角仪表征
3.5 动态接触角仪表征
3.6 PDMS/Silicalite-1 和PDMS/ZIF-8 杂化膜
3.7 本章小结
第4章 超声原位强化组装有机/无机杂化膜在渗透汽化和有机溶剂纳滤的应用研究
4.1 杂化膜的渗透汽化性能研究
4.1.1 超声强化作用对渗透汽化性能的影响
4.1.2 SiO_2负载量对渗透汽化性能的影响
4.1.3 复合层数对渗透汽化性能的影响
4.1.4 超声功率对渗透汽化性能的影响
4.1.5 进料液温度对渗透汽化性能的影响
4.1.6 进料液浓度对渗透汽化性能的影响
4.1.7 PDMS/Silicalite-1 和PDMS/ZIF-8 杂化膜分离性能
4.1.8 不同杂化粒子杂化膜传质机理
4.1.9 制备杂化膜综合性能与文献报道比较
4.2 杂化膜的耐溶剂纳滤性能研究
4.2.1 超声强化作用对杂化膜截留性能的影响
4.2.2 SiO_2负载量对杂化膜截留性能的影响
4.2.3 复合层数对杂化膜截留性能的影响
4.2.4 超声功率对杂化膜截留性能的影响
4.2.5 操作压力对杂化膜截留性能的影响
4.2.6 添加粒子性质对杂化膜截留性能的影响
4.2.7 不同有机溶剂对杂化膜截留性能的影响
4.2.8 杂化膜的耐溶剂稳定评价
4.3 本章小结
结论与建议
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文及申请专利
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]纳滤膜技术在废水处理中的应用与发展趋势[J]. 姜雨薇,冉艳红. 现代化工. 2011(S2)
[2]全硅沸石/聚二甲基硅氧烷渗透汽化膜制备及分离性能[J]. 周浩力,苏仪,万印华. 化学工程. 2011(03)
[3]有机-无机杂化膜的研究进展[J]. 宋东升,杜启云,王薇. 高分子通报. 2010(03)
[4]纳滤膜功能材料研究进展[J]. 李兆魁,周勇,朱家民,高从堦. 水处理技术. 2009(12)
[5]PERVAPORATION OF ETHANOL/WATER MIXTURES WITH HIGH FLUX BY ZEOLITE-FILLED PDMS/PVDF COMPOSITE MEMBRANES[J]. 李继定. Chinese Journal of Polymer Science. 2009(06)
[6]渗透汽化复合膜[J]. 洪厚胜,陈龙祥,由涛,张庆文. 化学进展. 2009(10)
[7]纳滤膜技术在水处理中的应用[J]. 韩莎莎,刘保平. 安徽化工. 2009(03)
[8]膜分离技术及其在中草药分离纯化中的应用研究[J]. 易克传,岳鹏翔. 包装与食品机械. 2008(02)
[9]耐溶剂纳滤膜[J]. 卫旺,相里粉娟,金万勤,徐南平. 化学进展. 2007(10)
[10]无机纳米粒子在聚合物熔体中分散机理及表征[J]. 梁基照. 现代塑料加工应用. 2005(02)
硕士论文
[1]聚醚酰亚胺耐溶剂纳滤膜的制备与表征[D]. 张媛.北京化工大学 2013
[2]耐溶剂纳滤膜在天然活性成份分离中的应用研究[D]. 罗蓓蓓.北京化工大学 2013
[3]Silicalite-1/PDMS纳米杂化复合膜的制备和性能研究[D]. 刘吉达.北京工业大学 2013
[4]聚酰亚胺/聚丙烯复合纳滤膜及其过程应用研究[D]. 孔祥森.河北工业大学 2013
[5]聚酰亚胺耐溶剂纳滤膜的制备与性能研究[D]. 房昺.北京化工大学 2011
本文编号：3630924
【文章来源】：北京工业大学北京市211工程院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
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摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 渗透汽化
1.1.1 渗透汽化技术的原理
1.1.2 渗透汽化膜性能评价指标
1.1.3 渗透汽化过程的影响因素
1.1.4 渗透汽化技术的应用
1.1.5 渗透汽化技术存在的问题及发展趋势
1.2 耐溶剂纳滤
1.2.1 耐溶剂纳滤传质机理
1.2.2 耐溶剂纳滤性能评价指标
1.2.3 耐溶剂纳滤的应用
1.2.4 耐溶剂纳滤膜存在的问题和发展前景
1.3 有机/无机杂化膜
1.3.1 有机/无机杂化膜的分类
1.3.2 杂化膜材料
1.3.3 杂化膜制备方法
1.4 本课题的研究目的和意义
1.5 本课题研究的主要内容
1.6 课题来源
第2章 实验部分
2.1 实验药品和设备
2.1.1 实验材料与试剂
2.1.2 实验设备
2.2 ZSM-5 分子筛的改性
2.3 ZIF-8 粒子的合成
2.4 超声原位强化自组装有机/无机杂化膜
2.4.1 聚砜基膜的预处理
2.4.2 杂化膜的制备步骤
2.5 杂化膜的评价方法和装置
2.5.1 渗透汽化评价装置及方法
2.5.2 耐有机溶剂纳滤评价装置及方法
2.6 表征方法
2.6.1 扫描电子显微镜（SEM）
2.6.2 X射线能量色散谱仪（EDX）
2.6.3 原子力显微镜（AFM）
2.6.4 接触角测定仪（CA）
第3章 超声原位强化自组装有机/无机杂化膜机理研究
3.1 扫描电镜（SEM）表征
3.2 原子力显微镜（AFM）表征
3.3 X射线能量色散仪表征
3.4 静态接触角仪表征
3.5 动态接触角仪表征
3.6 PDMS/Silicalite-1 和PDMS/ZIF-8 杂化膜
3.7 本章小结
第4章 超声原位强化组装有机/无机杂化膜在渗透汽化和有机溶剂纳滤的应用研究
4.1 杂化膜的渗透汽化性能研究
4.1.1 超声强化作用对渗透汽化性能的影响
4.1.2 SiO_2负载量对渗透汽化性能的影响
4.1.3 复合层数对渗透汽化性能的影响
4.1.4 超声功率对渗透汽化性能的影响
4.1.5 进料液温度对渗透汽化性能的影响
4.1.6 进料液浓度对渗透汽化性能的影响
4.1.7 PDMS/Silicalite-1 和PDMS/ZIF-8 杂化膜分离性能
4.1.8 不同杂化粒子杂化膜传质机理
4.1.9 制备杂化膜综合性能与文献报道比较
4.2 杂化膜的耐溶剂纳滤性能研究
4.2.1 超声强化作用对杂化膜截留性能的影响
4.2.2 SiO_2负载量对杂化膜截留性能的影响
4.2.3 复合层数对杂化膜截留性能的影响
4.2.4 超声功率对杂化膜截留性能的影响
4.2.5 操作压力对杂化膜截留性能的影响
4.2.6 添加粒子性质对杂化膜截留性能的影响
4.2.7 不同有机溶剂对杂化膜截留性能的影响
4.2.8 杂化膜的耐溶剂稳定评价
4.3 本章小结
结论与建议
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文及申请专利
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]纳滤膜技术在废水处理中的应用与发展趋势[J]. 姜雨薇,冉艳红. 现代化工. 2011(S2)
[2]全硅沸石/聚二甲基硅氧烷渗透汽化膜制备及分离性能[J]. 周浩力,苏仪,万印华. 化学工程. 2011(03)
[3]有机-无机杂化膜的研究进展[J]. 宋东升,杜启云,王薇. 高分子通报. 2010(03)
[4]纳滤膜功能材料研究进展[J]. 李兆魁,周勇,朱家民,高从堦. 水处理技术. 2009(12)
[5]PERVAPORATION OF ETHANOL/WATER MIXTURES WITH HIGH FLUX BY ZEOLITE-FILLED PDMS/PVDF COMPOSITE MEMBRANES[J]. 李继定. Chinese Journal of Polymer Science. 2009(06)
[6]渗透汽化复合膜[J]. 洪厚胜,陈龙祥,由涛,张庆文. 化学进展. 2009(10)
[7]纳滤膜技术在水处理中的应用[J]. 韩莎莎,刘保平. 安徽化工. 2009(03)
[8]膜分离技术及其在中草药分离纯化中的应用研究[J]. 易克传,岳鹏翔. 包装与食品机械. 2008(02)
[9]耐溶剂纳滤膜[J]. 卫旺,相里粉娟,金万勤,徐南平. 化学进展. 2007(10)
[10]无机纳米粒子在聚合物熔体中分散机理及表征[J]. 梁基照. 现代塑料加工应用. 2005(02)
硕士论文
[1]聚醚酰亚胺耐溶剂纳滤膜的制备与表征[D]. 张媛.北京化工大学 2013
[2]耐溶剂纳滤膜在天然活性成份分离中的应用研究[D]. 罗蓓蓓.北京化工大学 2013
[3]Silicalite-1/PDMS纳米杂化复合膜的制备和性能研究[D]. 刘吉达.北京工业大学 2013
[4]聚酰亚胺/聚丙烯复合纳滤膜及其过程应用研究[D]. 孔祥森.河北工业大学 2013
[5]聚酰亚胺耐溶剂纳滤膜的制备与性能研究[D]. 房昺.北京化工大学 2011
本文编号：3630924
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3630924.html
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