碳纳米管/二氧化钛-聚醚砜纳米复合膜的制备及性能研究

发布时间：2021-03-20 11:53

　　超滤（UF）膜分离技术由于具有操作压力低,通量高,对白蛋白、胶体截留率高等优势,广泛应用于水处理等领域。在实际使用过程中,所有膜都存在不同程度的膜污染问题,提高了操作和膜替换成本。因此,对超滤膜进行改性提高膜的抗污染能力是超滤膜技术的重要研究方向。本文采用碳纳米管和自制碳纳米管/二氧化钛杂化材料为改性剂,通过相转化法制备聚醚砜（PES）基有机-无机杂化膜。采用傅立叶红外光谱、扫描电镜、原子力显微镜、力学性能、水接触角测试、膜通量测试、光催化性能测试、抗菌性能测试等手段对杂化膜进行了结构表征和性能测试。首先,研究了碳纳米管（fMWNTs）添加量和管径对膜结构和膜性能的影响。结果表明:共混膜的拉伸强度、杨氏模量随着fMWNTs含量的增加先增大后下降,但随着fMWNTs的管径增加而减小。当fMWNTs添加量为1.0 wt%,管径为20-30 nm时,PES/fMWNTs共混膜的接触角降低,纯水通量达到50.39 L/m2·h,是纯PES通量的4倍,对牛血清蛋白（BSA）截留率保持在95%以上,通量恢复率增加到84.59%,抗污染性能较纯PES膜明显提高。其次,采用水热法和溶胶-凝胶法合成了多... 

【文章来源】：天津工业大学天津市

【文章页数】：98 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

一膜分离范围示意图

碳纳米管的物理化学特性??纳米管可以被认为是由一片石墨烯片卷绕而成的圆柱体，因此它们具有的石墨固有性质。碳纳米管的长径比和比表面积都较大、电阻较低、化性很高，它们可以吸附适应内径的分子，碳纳米管主要具有机械性能、热电磁和吸附性能。??机械性能：碳纳米管的碳原子主要由ｓｐ２杂化组成，因此具有较高的强模量和軔性。研宄表明，碳管强度的理论值是钢的１００倍，其密度为钢平均弹性模量可达１．８ＴＰａ，最大可达５ＴＰａ，弹性模量与金刚石一样，约５倍，弹性应变约为５％？１２％，约为钢的６０倍。碳纳米管具有优异的力，是一种优良的纤维材料，甚至是未来的超级纤维。??热性能：碳纳米管在轴向上的导热系数超过了包括金刚石在内的散热导测量了单独的ＳＷＮＴｓ和ＭＷＮＴｓ在轴向方向上的热导率分别为３５００极高的导热率有助于有效散热，碳纳米管的高表面积也有

１．３．４纳米二氧化钛的光催化机理??Ｔｉ０２的光催化氧化包括三个过程：（１）激发，（２）体扩散，（３）光诱导电荷??载体的表面转移。图１－７是Ｔｉ０２的光催化机理的示意图。首先，当Ｔｉ０２被光激??发时，它吸收大于其带隙的能量，价带电子激发到导带，并在价带中产生空穴。??然后生成电荷载体，即电子和空穴，迁移到Ｔｉ０２表面。电荷载体在Ｔｉ０２表面引??起化学反应，电子空穴与表面吸附的Ｈ２０反应产生羟基自由基，电子通常被０２??１３??

【参考文献】：
期刊论文
[1]碳纳米管应用研究进展[J]. 马如飞,李铁虎,赵廷凯,王大为.  炭素技术. 2009(03)
[2]碳纳米管的制备方法研究进展[J]. 朱华.  江苏陶瓷. 2008(04)

博士论文
[1]聚醚砜（PES）膜改性及抗污染性能研究[D]. 申利国.中国科学院研究生院（上海应用物理研究所） 2014



本文编号：3090957