扩散渗析用聚乙烯醇/功能化介孔氧化硅复合膜的制备与性能研究

发布时间：2021-05-07 14:40

　　扩散渗析膜分离过程因其较低的能耗、环境友好且无二次污染的特点而受到研究者们的广泛关注,其核心组件即是分离膜,膜的性能决定了分离的效果,因此,寻找合适的应用于扩散渗析的膜材料就显得尤为重要。在本研究中,我们分别选择聚乙烯醇和自制的功能化介孔氧化硅颗粒作为有机相和无机相,并利用溶液共混的方式制备了一系列有机-无机复合膜,研究了带有不同功能化基团的介孔氧化硅在聚合物基体中的分散性能,两相之间的界面结构对复合膜微观结构与分离性能的影响,探讨膜结构-性能之间的关系,并初步建立了基于本研究所制备复合膜的离子传递模型。具体研究内容如下:以正硅酸乙酯（TEOS）为前躯体,聚氧化乙烯-聚氧化丙烯-聚氧化乙烯嵌段共聚物（P123）为结构导向剂,γ-氨丙基三乙氧基硅烷为修饰剂,在酸性条件下利用溶胶-凝胶法制备了氨基功能化的介孔氧化硅（AMMS）颗粒,并将其分散于水中与预交联的聚乙烯醇（PVA）溶液共混得到铸膜液。将得到的膜液涂覆于干净的玻璃板上,室温下,待溶剂完全挥发后成膜,将膜揭下后按照5℃/min的升温速率从室温升温至100℃并保持5h,即得到PVA/AMMS有机-无机复合膜。对膜的基本性能与结构的表征... 

【文章来源】：安徽大学安徽省 211工程院校

【文章页数】：106 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 文献综述
    1.1 引言
    1.2 聚合物基复合介孔材料在膜分离领域的应用研究进展
        1.2.1 超滤
        1.2.2 纳滤
        1.2.3 反渗透
        1.2.4 吸附
        1.2.5 渗透汽化
        1.2.6 气体分离
    1.3 碱式扩散渗析膜材料的研究概述及本论文的设计思路
    参考文献
第二章 聚乙烯醇-氨基功能化介孔氧化硅复合膜的制备与性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验材料
        2.2.2 实验步骤
        2.2.3 表征手段
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 AMMS的N_2吸附-脱附等温线分析
        2.3.2 AMMS的微观形貌分析
        2.3.3 膜的含水量(WR)和耐碱性(Alkali Resistance)分析
        2.3.4 膜的力学性能分析
        2.3.5 膜的热性能分析
        2.3.6 膜的微观形貌
        2.3.7 膜的扩散渗析结果分析
    2.4 小结
    参考文献
第三章 聚乙烯醇-磺酸基功能化介孔氧硅复合膜的制备与性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验材料
        3.2.2 实验步骤
        3.2.3 测试及表征手段
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 MS-SH和MS-SO_3H的透射电镜测试结果
        3.3.2 复合膜的含水量测试结果
        3.3.3 膜的耐碱性能分析
        3.3.4 膜的热稳定性
        3.3.5 膜的微观形貌
        3.3.6 膜的扩散渗析结果分析
    3.4 小结
    参考文献
第四章 聚乙烯醇-磷钨酸功能化介孔氧化硅复合膜的制备与性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验原料
        4.2.2 实验步骤
        4.2.3 表征手段
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 MS和MS-HPW的TEM和SEM结果分析
        4.3.2 MS和MS-HPW的N2吸附-脱附曲线分析
        4.3.3 MS和MS-HPW的红外光谱分析
        4.3.4 膜的含水量(WR)结果分析
        4.3.5 膜的耐碱性结果分析
        4.3.6 膜的离子交换容量(IECs)
        4.3.7 膜的耐热性能分析
        4.3.8 膜的力学性能分析
        4.3.9 膜的微观形貌分析
        4.3.10 膜的扩散渗析结果分析
    4.4 小结
    参考文献
第五章 结论与展望
致谢
在读期间发表的学术论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]氯磺化聚乙烯/聚甲基丙烯酸扩散渗析膜的制备与性能研究[J]. 种发瑞,王靖文,金瑞涛,王曼丽,苗继斌,周伟斌,钱家盛.  膜科学与技术. 2017(05)
[2]磺化聚苯醚/介孔氧化硅杂化阳离子交换膜的制备及性能研究[J]. 李雪云,苗继斌,夏茹,陈鹏,杨斌,曹明,苏丽芬,钱家盛.  膜科学与技术. 2017(01)
[3]介孔结构Fe/N/C作为质子交换膜燃料电池氧还原催化剂（英文）[J]. 石尉,王宇成,陈驰,杨晓冬,周志有,孙世刚.  催化学报. 2016(07)
[4]PVA/nano-TiO2杂化膜的制备与碱回收性能研究[J]. 姚兰忠,李雪云,苗继斌,钱家盛,夏茹,杨斌.  膜科学与技术. 2016(01)
[5]Synthesis of Mesoporous Silica-zirconia Supported Phosphotungstic Acid and Its Catalytic Performance for Oxidative Desulfurization of Fuel[J]. 颜学敏,DAI Kai,MEI Ping.  Journal of Wuhan University of Technology（Materials Science Edition）. 2015(02)

博士论文
[1]基于碱式扩散渗析杂化膜的制备与性能研究[D]. 苗继斌.中国科学技术大学 2016

硕士论文
[1]磺化聚苯醚/介孔氧化硅杂化膜的制备及性能研究[D]. 李雪云.安徽大学 2016
[2]扩散渗析用PVA/nano-Ti02杂化膜的制备及性能研究[D]. 姚兰忠.安徽大学 2015



本文编号：3173570