金属有机框架材料复合膜的制备及其纳滤性能研究
发布时间：2021-06-10 16:56
膜技术的开发与利用是当前及未来研究的热点,根据膜孔径和推动机理的不同,膜技术可以分为微滤、超滤（UF）、纳滤（NF）、反渗透（RO）和正渗透（FO）。NF介于UF和RO之间,可以有效的分离高价离子、有机小分子物质和大分子病毒等物质。NF技术应用非常广泛,尤其是在环境、海水淡化和制药生物技术领域。但单一组分的纳滤膜难以在孔径、截留效率、滤水效率等方面满足NF的应用要求,使得其发展受到一定的限制。通过改性方法可以解决这一难题,常用的改性方法有界面聚合（IP）、接枝改性和共混改性三大类。近年来,有机-无机杂化的金属有机框架材料（MOFs）因其极高的表面积和高孔隙率而被广泛的应用在膜材料改性方面。本文选用MOFs材料ZIF-8,通过原位改性的方法在膜的表面构筑了连续的晶体功能层,并引入生物分子脱氧核糖核酸（DNA）改善了ZIF-8复合膜的水稳定性;利用水稳定性较好的UiO-66-NH2,制备了带有正电荷的NF复合膜,并研究了其的微观结构和分离性能。首先,采用原位生长的方法对聚砜（PS）超滤膜进行了改性,制备了具有高截留率和高水通量的“双高”纳滤膜。通过IR、XPS、XRD...
【文章来源】：青岛科技大学山东省
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
TFN-IP膜合成方案[25]
青岛科技大学研究生学位论文5图1-2DMC与PS接枝聚合机理[28]Fig.1-2GraftpolymerizationmechanismofDMCandPS1.1.2.2电子束（EB）辐射法高能电子束辐照可以在聚合物上形成有效活性位点，并且在辐照过程中不需要特殊的添加剂，是渗透到聚合物层中最为简便的方法。EB辐射在聚合物上形成的活性位点可以相互作用形成三维网络的交联反应，从而有效的减小膜的孔径[31]。Linggawati等人[32]报道的研究中，将nylon-66通过EB辐射交联形成了NF膜，随着膜孔尺寸的改善和膜厚度与孔隙率比率的提高，nylon-66复合膜表现出优异的渗透性且对于中性溶质和二价离子由较高的截留性能[32]。通过将2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸（AMPS）以电子束辐射法接枝到PS载体上，可以制造新颖的NF中空纤维膜，该膜可以有效的去除致突变性和致癌性高的六价铬离子，同时改性过程中产生的高负电荷可以通过Donnan效应提高分离膜的纳滤性能[33]。1.1.2.3等离子处理在等离子表面改性过程中，含氮等离子体可以接枝在聚合膜的改性表面生成含
金属有机框架材料复合膜的制备及其纳滤性能研究6氮官能团，这些官能团可以增加膜材料亲水性和减少污染[34]。此外，还可以通过等离子体诱导的接枝聚合反应将单体接枝到聚合物表面而达到永久改性的目的。Wang等人[35]通过使用等离子处理方法将AMPS接枝到PS空纤维UF膜表面，制备了一种新型的带负电荷的NF膜。图1-3所示为等离子处理过程的简化图。图1-3等离子处理过程的简化图[36]Fig.1-3Thesimplifieddiagramoftheplasmatreatmentprocess1.1.2.4层层组装(LbL)LbL最早应用于多层带电极板的制备过程，是通过层与层之间的相互作用（化学键、氢键、静电作用、配位作用等）制备结构和性能稳定且具有特殊功能的复合膜的方法。例如，通过交替吸附海藻酸钠（ALG）和壳聚糖（CHI）层进行改性而制备的醋酸纤维素NF膜，相关团队研究了改性层数对分离膜特性和性能的影响，结果表明改性15个双层膜是最佳条件[37]。Ng等人[38]用LbL方法制备了具有高盐选择性和稳定性的NF膜，同时发现5个聚电解质膜改性PES20膜可以显示出与50个以上双层膜改性膜类似的性能。因此，聚电解质多层膜的应用为改善膜的性能提供了一种新的途径[38]。胺偶联法和硅烷偶联法是LbL组装的NF膜常用的两种交联方法，它们可以提
【参考文献】：
期刊论文
[1]深基坑工程支护方案的优化设计[J]. 杨培明. 现代物业(上旬刊). 2013(09)
[2]多巴胺的自聚-附着行为与膜表面功能化[J]. 徐又一,蒋金泓,朱利平,朱宝库. 膜科学与技术. 2011(03)
本文编号：3222769
【文章来源】：青岛科技大学山东省
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
TFN-IP膜合成方案[25]
青岛科技大学研究生学位论文5图1-2DMC与PS接枝聚合机理[28]Fig.1-2GraftpolymerizationmechanismofDMCandPS1.1.2.2电子束（EB）辐射法高能电子束辐照可以在聚合物上形成有效活性位点，并且在辐照过程中不需要特殊的添加剂，是渗透到聚合物层中最为简便的方法。EB辐射在聚合物上形成的活性位点可以相互作用形成三维网络的交联反应，从而有效的减小膜的孔径[31]。Linggawati等人[32]报道的研究中，将nylon-66通过EB辐射交联形成了NF膜，随着膜孔尺寸的改善和膜厚度与孔隙率比率的提高，nylon-66复合膜表现出优异的渗透性且对于中性溶质和二价离子由较高的截留性能[32]。通过将2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸（AMPS）以电子束辐射法接枝到PS载体上，可以制造新颖的NF中空纤维膜，该膜可以有效的去除致突变性和致癌性高的六价铬离子，同时改性过程中产生的高负电荷可以通过Donnan效应提高分离膜的纳滤性能[33]。1.1.2.3等离子处理在等离子表面改性过程中，含氮等离子体可以接枝在聚合膜的改性表面生成含
金属有机框架材料复合膜的制备及其纳滤性能研究6氮官能团，这些官能团可以增加膜材料亲水性和减少污染[34]。此外，还可以通过等离子体诱导的接枝聚合反应将单体接枝到聚合物表面而达到永久改性的目的。Wang等人[35]通过使用等离子处理方法将AMPS接枝到PS空纤维UF膜表面，制备了一种新型的带负电荷的NF膜。图1-3所示为等离子处理过程的简化图。图1-3等离子处理过程的简化图[36]Fig.1-3Thesimplifieddiagramoftheplasmatreatmentprocess1.1.2.4层层组装(LbL)LbL最早应用于多层带电极板的制备过程，是通过层与层之间的相互作用（化学键、氢键、静电作用、配位作用等）制备结构和性能稳定且具有特殊功能的复合膜的方法。例如，通过交替吸附海藻酸钠（ALG）和壳聚糖（CHI）层进行改性而制备的醋酸纤维素NF膜，相关团队研究了改性层数对分离膜特性和性能的影响，结果表明改性15个双层膜是最佳条件[37]。Ng等人[38]用LbL方法制备了具有高盐选择性和稳定性的NF膜，同时发现5个聚电解质膜改性PES20膜可以显示出与50个以上双层膜改性膜类似的性能。因此，聚电解质多层膜的应用为改善膜的性能提供了一种新的途径[38]。胺偶联法和硅烷偶联法是LbL组装的NF膜常用的两种交联方法，它们可以提
【参考文献】：
期刊论文
[1]深基坑工程支护方案的优化设计[J]. 杨培明. 现代物业(上旬刊). 2013(09)
[2]多巴胺的自聚-附着行为与膜表面功能化[J]. 徐又一,蒋金泓,朱利平,朱宝库. 膜科学与技术. 2011(03)
本文编号：3222769
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hxgylw/3222769.html
最近更新
教材专著
