聚酰胺反渗透膜的形貌调控及性能优化

发布时间：2021-02-28 20:41

　　通过在水相中添加改性纳米材料层状双氢氧化物（LDHs）、在水相中添加酸吸收剂和二氧化碳（CO2）以及冷冻界面聚合的方法调控聚酰胺反渗透（RO）膜的形貌和性能。分别考察了 LDHs的制备方法、不同插层阴离子的LDHs的添加对RO膜形貌和性能的影响及机理、水相溶液中的CO2与RO膜形貌的关联及冷冻界面聚合法制备RO膜的形貌差异与反应影响因素。在界面聚合水相溶液中加入的LDHs可以明显地改变RO膜的酰胺（PA）层形态。水相溶液添加了 0.02%柠檬酸插层的LDHs制备的RO膜具有同条件下最优的性能,这是由于其表面较疏松的叶状结构提供的更大更有效的渗透面积和增强的亲水性。水相中CO2参与了 RO膜酰胺层形貌的形成,CO2的解吸速率是与酰胺层表面结构的尺寸呈正相关。通过在水相中加入10%的三乙胺并通入CO2至饱和制备的RO膜具有最优的性能,通量为39.3 L-1·m-2·h-1,对NaCl截留率为98.3%,通量相比未优化的膜,提高了 99.8%。通过冷冻界面聚合法制备的RO膜,在较低反应时间下,其表面结构表现为圆环形和圆球形。冷冻界面聚合法制备的RO膜的酰胺层的背面较普通界面聚合法制备的RO膜... 

【文章来源】：华东理工大学上海市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 复合反渗透膜
        1.2.1 反渗透及反渗透膜简介
        1.2.2 TFC RO膜的组成和制备方法
        1.2.3 界面聚合过程的理论
        1.2.4 TFC RO膜的形貌特点
        1.2.5 反渗透膜形貌的研究方法
    1.3 复合反渗透膜形貌的调控方法
        1.3.1 共溶剂
        1.3.2 温度
        1.3.3 纳米填料
        1.3.4 3D打印法
        1.3.5 二氧化碳
    1.4 层状双氢氧化物
        1.4.1 层状双氢氧化物材料介绍
        1.4.2 层状双氢氧化物的制备方法
        1.4.3 层状双氢氧化物在膜分离中的应用
    1.5 本课题的研究内容及意义
        1.5.1 本课题研究的目的
        1.5.2 本课题研究的内容
第2章 制膜条件的优化
    2.1 实验材料与设备
    2.2 实验方法
        2.2.1 聚酰胺复合RO膜的制备方法
        2.2.2 复合RO膜的性能评价
    2.3 复合RO膜最优制备条件的选择
        2.3.1 移除残余水相方法的选择
        2.3.2 水相浸润时间的优化
        2.3.3 反应时间的优化
        2.3.4 热处理方法的优化
        2.3.5 本章小结
第3章 改性纳米层状双氢氧化物对TFC RO膜形貌和性能的影响
    3.1 引言
    3.2 层状双氢氧化物的制备与表征
        3.2.1 常规共沉淀法制备层状双氢氧化物
        3.2.2 甲醇溶剂共沉淀法制备层状双氢氧化物
        3.2.3 层状双氢氧化物的表征
    3.3 层状双氢氧化物改性复合反渗透膜的制备与表征
        3.3.1 层状双氢氧化物改性复合RO膜的制备
        3.3.2 层状双氢氧化物改性复合反渗透膜的表征
    3.4 结果与讨论
        3.4.1 不同制备方法对LDHs的影响
        3.4.2 添加LDHs对复合反渗透膜形貌和性能的影响
    3.5 本章小结
2和酸吸收剂对TFC RO膜形貌和性能的影响">第4章 CO₂和酸吸收剂对TFC RO膜形貌和性能的影响
    4.1 引言
2改性RO膜的制备">    4.2 酸吸收剂和CO₂改性RO膜的制备
2饱和水相溶液的制备">        4.2.1 CO₂饱和水相溶液的制备
        4.2.2 复合RO膜的制备和性能评价
    4.3 结果与讨论
2饱和水相溶液的影响">        4.3.1 无酸吸收剂下CO₂饱和水相溶液的影响
2饱和水相溶液的影响">        4.3.2 MEA存在下CO₂饱和水相溶液的影响
2饱和水相溶液的影响">        4.3.3 MDEA存在下CO₂饱和水相溶液的影响
2饱和水相溶液的影响">        4.3.4 TEA存在下CO₂饱和水相溶液的影响
    4.4 本章小结
第5章 冷冻界面聚合法制备TFC RO膜及其形貌研究
    5.1 引言
    5.2 冷冻界面聚合
        5.2.1 实验过程
        5.2.2 性能测试方法
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 冷冻界面聚合制备RO膜的形貌和性能
        5.3.2 冷冻界面聚合的影响因素研究
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 本文主要结论
    6.2 创新点
    6.3 展望
参考文献
致谢
硕士期间发表论文及专利


【参考文献】：
期刊论文
[1]亲水性添加剂二甲基甲酰胺对聚酰胺反渗透膜性能的影响[J]. 于翔,张雅琪,李玘璇,王延伟,赵俊杰,赵珂.  高分子材料科学与工程. 2018(02)
[2]反渗透复合膜研究进展与展望[J]. 曹震,魏杨扬,赵曼,黄海,田欣霞,张雨山.  水处理技术. 2016(09)
[3]二氧化碳有机胺吸收剂研究进展[J]. 史建公,刘志坚,赵良英,张毅,张敏宏.  中外能源. 2014(09)
[4]MDEA—PZ复合溶液脱除油田伴生气中CO2[J]. 李清方.  油气田地面工程. 2013(04)
[5]TiO2/聚酰胺反渗透复合膜的制备及表征[J]. 樊晋琼,王铎.  功能材料. 2012(07)
[6]反渗透膜的研究进展[J]. 李国东,王薇,李凤娟,任强,宿辉.  高分子通报. 2010(07)
[7]界面聚合工艺条件对反渗透复合膜性能的影响[J]. 邱实,吴礼光,张林,陈欢林,高从堦.  化工学报. 2008(08)

硕士论文
[1]有机胺法吸收二氧化碳的研究[D]. 王洪波.上海师范大学 2012



本文编号：3056427