玻璃纤维膜的表面改性及油水分离研究

发布时间：2017-09-29 16:08

  本文关键词：玻璃纤维膜的表面改性及油水分离研究

  更多相关文章： 玻璃纤维膜 油水分离 表面接枝 耐化学腐蚀性 热稳定性

【摘要】：膜分离技术因分离精度高、绿色环保无污染、占地面积小等优点被越来越多地应用在含油废水处理中。然而现有的高分子膜材料具有适用温度范围窄、耐化学腐蚀性能差等缺点,不能满足实际含油水废水的需求。选用和开发耐热性能良好、耐化学腐蚀性能良好的膜材料,以制备性能优良的分离膜,具有非常重要的意义。此外,玻璃纤维膜具有耐热、耐酸、抗腐蚀、透光性好、质地柔软、易于加工成膜组件等优点被广泛应用于多种领域。因此,本文选用玻璃纤维膜为基膜进行亲水改性,以期得到耐化学腐蚀、热稳定性好、通量大、油水分离性能好的分离膜。本文是以玻璃纤维膜为基膜,利用环氧氯丙烷的氯基团在碱性条件下可与玻璃纤维膜表面的硅羟基发生亲核反应,将环氧基团键连在膜表面。然后通过环氧基团与氨基的反应,将含有大量氨基的聚乙烯亚胺(PEI)接枝在玻璃纤维膜表面改善膜的亲水性能,从而制备出具有超亲水性能和较好分离性能的油水分离膜。本文制备出GF-g-PEI60000、GF-g-PEI10000和GF-g-PEI600三种油水分离膜,并用全反射红外光谱(ATR-FTIR)、X-射线光电子能谱(XPS)分析这三种改性膜和未改性膜的表面化学组成,用场发射扫描电镜(FESEM)观察膜表面形态的变化。用重力驱动死端过滤的方法评价膜表面改性对膜水通量的影响、改性膜的油水分离能力以及膜的抗污染性能均。用溶剂浸泡的方法评价改性膜的耐化学腐蚀性能。将膜在100℃水中连续煮15天,检测膜的分离性能和表面形貌的变化,评价膜的热稳定性。结果表明：通过将三种不同分子量的聚乙烯亚胺分别接枝在玻璃纤维膜表面,制备出了三种超亲水的玻璃纤维改性膜。本文制备的改性膜不仅对分散油有很好的分离性能,对多种乳化油的分离效率也均能达到99%以上。同时,改性膜还表现出良好的化学稳定性和热稳定性,但膜的抗污染性能还有待提高。
【关键词】：玻璃纤维膜 油水分离 表面接枝 耐化学腐蚀性 热稳定性
【学位授予单位】：天津工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ051.893
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 前言9-23
• 1.1 油水分离技术及其发展现状9-11
• 1.1.1 含油废水的产生及危害9
• 1.1.2 油在水中存在的形式9-10
• 1.1.3 含油废水分离技术现状10-11
• 1.2 膜分离技术概况11-15
• 1.2.1 膜分离原理12
• 1.2.2 膜材料分类12-13
• 1.2.2.1 高分子膜材料12-13
• 1.2.2.2 无机膜材料13
• 1.2.3 膜分离技术面临的问题13-15
• 1.3 膜分离技术在油水分离方面的应用15-16
• 1.4 膜材料亲水改性方法16-18
• 1.4.1 膜表面改性16-17
• 1.4.1.1 表面接枝改性16-17
• 1.4.1.2 表面涂覆改性17
• 1.4.2 膜基体改性17-18
• 1.4.2.1 共混改性17-18
• 1.4.2.2 共聚改性18
• 1.5 玻璃纤维的研究现状和发展18-21
• 1.5.1 玻璃纤维的性能18-19
• 1.5.2 玻璃纤维膜在水处理方面的应用19-20
• 1.5.3 玻璃纤维表面改性方法20-21
• 1.5.3.1 表面热处理20
• 1.5.3.2 酸碱刻蚀处理20-21
• 1.5.3.3 硅氧烷偶联剂处理21
• 1.6 本课题的提出和研究内容21-23
• 1.6.1 课题立题基础21-22
• 1.6.2 课题研究内容22-23
• 第二章 玻璃纤维改性膜的制备与表征23-39
• 2.1 实验部分24-25
• 2.1.1 实验试剂及仪器24-25
• 2.2 玻璃纤维改性膜的制备25-26
• 2.3 玻璃纤维改性膜的表征26-27
• 2.3.1 傅里叶红外光谱法26
• 2.3.2 X射线光电子能谱26-27
• 2.3.3 扫描电子显微镜27
• 2.4 改性玻璃纤维膜的基本性能测试27-29
• 2.4.1 膜表面亲水性能27
• 2.4.2 膜的渗透分离性能27-29
• 2.4.2.1 油水混合物做的制备27-28
• 2.4.2.2 膜渗透分离性能测试28-29
• 2.5 结果与讨论29-37
• 2.5.1 膜表面红外谱图分析29-30
• 2.5.2 膜表面XPS谱图分析30-31
• 2.5.3 膜表面形貌分析31-33
• 2.5.4 膜的亲水性能33
• 2.5.5 膜的水通量和油水分离性能33-37
• 2.6 本章小结37-39
• 第三章 改性膜用于油水分离的持久性研究39-51
• 3.1 实验部分39-40
• 3.1.1 实验试剂与仪器39-40
• 3.2 实验内容40-41
• 3.2.1 膜的耐化学腐蚀性实验40
• 3.2.2 膜的热稳定性实验40
• 3.2.3 膜的抗污染性能实验40-41
• 3.3 结果与讨论41-48
• 3.3.1 膜的耐化学腐蚀性41-42
• 3.3.2 膜的热稳定性42-45
• 3.3.3 膜的抗污染性能45-48
• 3.4 本章小结48-51
• 第四章 结论51-53
• 参考文献53-61
• 攻读硕士学位期间发表论文及承担完成科研情况61-63
• 一、在校期间发表论文及专利61
• 二、参加科研项目61-63
• 致谢63

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 刘丽君,汪安璞;大气中颗粒物、硝酸和氨同时采集方法[J];环境化学;1990年01期

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 叶鼎铨;分离材料[N];中国建材报;2005年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 王盼;玻璃纤维膜的表面改性及油水分离研究[D];天津工业大学;2016年

，

本文编号：942945