聚乙烯亚胺/聚多巴胺复合纳滤膜的制备及其传质机理模型研究

发布时间：2022-12-23 01:26

　　本文通过层层自组装技术,在聚醚砜（PES）超滤膜上交替沉积聚乙烯亚胺（PEI）和聚多巴胺（PDA）,制备复合纳滤膜。该复合纳滤膜包括一个聚电解质双层和一个活性层。本论文主要研究铸膜液PEI的浓度及沉积时间、多巴胺（DA）浓度和PDA自聚复合时间对复合纳滤膜截留性能和通量的影响,通过扫面电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）、水接触角和膜Zeta电位的方法对最优化条件的复合纳滤膜的结构和性能进行了表征,建立了关于复合纳滤膜截留中性药物类PPCPs的DSPM-DE模型,并利用模型预测了复合纳滤膜对42种药物类PPCPs的截留性能。复合纳滤膜最佳的制备条件:聚电解质双层的PEI铸膜液浓度为2.0g/L,浸泡时间为30min;聚电解质双层PDA溶液为3.0g/L,自聚复合时间为24h;活性层PEI铸膜液浓度为3.0g/L,浸泡时间为30min。表征结果显示,经过聚电解质沉积后,复合纳滤膜表层变得致密且亲水性能良好,膜的Zeta电位为-29.01mV,呈现负电性。复合纳滤膜的纯水渗透系数为7.15L/m2·h·Mpa,截留分子量为500Da,对6种无机盐的截留顺序遵循MgSO4＞MgC12... 

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 纳滤膜简介
        1.1.1 纳滤膜的发展与应用
        1.1.2 纳滤膜的制备方法
        1.1.3 纳滤膜的制备材料-多巴胺
    1.2 PPCPs的污染现状
        1.2.1 PPCPs的来源、途径及危害
        1.2.2 现阶段PPCPs的污染现状
        1.2.3 膜技术在PPCPs去除中的应用
    1.3 纳滤膜传质机理模型
        1.3.1 非平衡热力学模型
        1.3.2 溶液扩散模型
        1.3.3 孔流模型
        1.3.4 溶液扩散与缺陷模型
    1.4 研究内容与思路
        1.4.1 选题意义
        1.4.2 研究内容
        1.4.3 研究思路
2 复合纳滤膜的制备及表征
    2.1 实验部分
        2.1.1 实验材料及仪器
        2.1.2 复合纳滤膜的制备原理及步骤
        2.1.3 复合纳滤膜的表征方法
        2.1.4 复合纳滤膜的脱盐实验
        2.1.5 无机盐-电导率标准曲线
    2.2 结果与讨论
        2.2.1 复合纳滤膜制备条件优化
        2.2.2 复合纳滤膜微观形态表征
        2.2.3 复合纳滤膜亲水性能测定
        2.2.4 复合纳滤膜的Zeta电位
    2.3 本章小结
3 复合纳滤膜的性能研究
    3.1 实验部分
        3.1.1 实验材料与仪器
        3.1.2 PPCPs的标准曲线的绘制
        3.1.3 PPCPs的分析及测定方法
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 操作条件对膜分离性能的影响
        3.2.2 复合纳滤膜的纯水渗透系数
        3.2.3 复合纳滤膜的截留分子量
        3.2.4 复合纳滤膜对无机盐的分离性能研究
        3.2.5 复合纳滤膜对PPCPs的分离性能研究
    3.3 本章小结
4 复合纳滤膜分离中性有机物的DSPM-DE模型
    4.1 DSPM-DE模型
    4.2 模型的建立
        4.2.1 溶质传输流体动力学模型
        4.2.2 中性溶质的整体传输
        4.2.3 浓度极化
    4.3 模型参数
        4.3.1 阻碍因素
        4.3.2 等效膜厚
        4.3.3 传质系数
    4.4 结果与讨论
        4.4.1 传质系数的确定
        4.4.2 复合纳滤膜相关参数的确定
        4.4.3 DSPM-DE模型预测CBZ截留率可行性分析
        4.4.4 DSPM-DE模型预测目标PPCPs截留率
    4.5 本章小节
5 总结
6 问题与建议
致谢
参考文献
附录A
附录B


【参考文献】：
期刊论文
[1]纳滤水处理应用研究现状与发展前景[J]. 侯立安,刘晓芳.  膜科学与技术. 2010(04)
[2]DOPA在聚乙烯微孔膜上的自聚合及肝素固定化[J]. 朱利平,徐又一,奚振宇,朱宝库.  高分子学报. 2009(04)

博士论文
[1]荷电膜在盐湖卤水中的传递性质研究[D]. 温现明.中国科学院研究生院（青海盐湖研究所） 2006

硕士论文
[1]微量PPCPs的SPE-HPLC检测方法及其在HTCC/PES膜上的分离影响研究[D]. 朱立君.南京理工大学 2015



本文编号：3724432