PIP/TMC复合膜表面接枝亲水性小分子及其性能研究

发布时间：2024-06-02 17:23

　　聚酰胺纳滤膜是复合膜的重要组成部分,其孔径在纳米级别,分离机理由空间排斥效应和唐南效应共同决定,具有高通量、高多价盐截留和低单价盐截留等优点,被广泛应用于饮用水纯化、硬水软化、污水处理以及分离浓缩等领域。但是,由于膜污染现象的存在,纳滤膜在工程应用中往往会出现性能衰退和使用周期缩短等情况。因此,从膜材料入手,研究出具有优异抗污染性能的新型纳滤膜具有非常重要的意义。本论文选择三乙醇胺(TEOA)、二乙醇胺(DEA)和丙三醇(GLy)作为改性单体,通过酯化或酰胺化接枝反应对哌嗪-均苯三甲酰氯(PIP/TMC)初生态纳滤膜表面进行功能化改性,并探究不同改性工艺对复合膜结构和分离性能的影响。采用傅里叶转换红外光谱(ATR-FTIR)、X射线光电子谱(XPS)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、原子力显微镜(AFM)、水接触角评价装置以及Zeta电位测定仪等对复合膜表面理化性质和形貌结构进行表征。采用错流分离试验,对复合膜的截留分子量、无机盐分离性能和染料分离性能进行系统研究。选择牛血清蛋白(BSA)、海藻酸钠(SA)和阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)作为特征污染物,评价复合膜对不同种类污染物的抗污染...

【文章页数】：100 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 纳滤膜技术概述
    1.2 PIP/TMC复合纳滤膜改性研究
        1.2.1 水相/有机相添加剂改性
        1.2.2 初生态膜表面接枝改性
        1.2.3 成品膜表面二次加工改性
    1.3 论文研究意义和内容
        1.3.1 论文研究意义
        1.3.2 论文研究内容
第二章 实验部分
    2.1 实验原料试剂及仪器设备
    2.2 初生态PIP/TMC复合纳滤膜的制备与改性
    2.3 PIP/TMC复合纳滤膜的表征
        2.3.1 傅里叶变换衰减全反射红外光谱（ATR-FTIR）分析
        2.3.2 X射线光电子能谱（XPS）分析
        2.3.3 场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）分析
        2.3.4 原子力显微镜（AFM）分析
        2.3.5 膜表面水接触角测定
        2.3.6 膜表面Zeta电位的测定
    2.4 PIP/TMC复合膜分离性能评价
        2.4.1 渗透通量的测定
        2.4.2 截留率的测定
        2.4.3 截留分子量测定
        2.4.4 染料分离性能测试
        2.4.5 抗污染性能研究
第三章 PIP/TMC复合膜的制备、改性及表征
    3.1 PIP/TMC复合膜的制备
        3.1.1 PIP浓度对复合膜性能的影响
        3.1.2 TMC浓度对复合膜性能的影响
    3.2 初生态PIP/TMC复合膜改性
        3.2.1 TEOA浓度对改性复合膜性能的影响
        3.2.2 TEA浓度对改性复合膜性能的影响
        3.2.3 反应时间对改性复合膜性能的影响
        3.2.4 改性单体种类对改性复合膜性能的影响
    3.3 实验工艺重复性
    3.4 复合膜的表征
        3.4.1 傅里叶变换衰减全反射红外光谱（ATR-FTIR）分析
        3.4.2 X射线光电子谱（XPS）分析
        3.4.3 复合膜表面形态分析
        3.4.4 复合膜表面亲水性分析
        3.4.5 复合膜表面荷电性分析
    3.5 本章小结
第四章 PIP/TMC复合膜的分离特性研究
    4.1 复合膜的截留分子量
    4.2 复合膜对无机盐的分离性能
        4.2.1 复合膜对不同无机盐的分离性能
        4.2.2 进料液浓度对复合膜分离性能的影响
        4.2.3 操作压力对复合膜分离性能的影响
        4.2.4 复合膜分离性能稳定性
        4.2.5 复合膜染料分离性能测试
    4.3 本章小结
第五章 PIP/TMC复合膜的抗污染性能研究
    5.1 复合膜对不同污染物的抗污染性能研究
    5.2 牛血清蛋白污染实验
    5.3 海藻酸钠污染实验
    5.4 阳离子聚丙烯酰胺污染实验
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表论文



本文编号：3987560