温敏耦合膜的制备及其催化分离性能研究
发布时间：2021-07-08 19:37
催化分离膜,不但具有分离功能,同时兼备催化活性,强化去污效率。Pd金属纳米催化剂具有良好的催化性能,但其粒径小、表面能高、易团聚的特点限制了其在催化领域的广泛应用。本文结合聚偏氟乙烯（PVDF）膜材料耐物理化学性的优点和Pd纳米颗粒的高效催化性能,通过浸没沉淀相转化方法制备出一种在多孔孔壁上负载有钯金属纳米粒子的新型催化膜,并通过两种不同的方式赋予膜温度响应性,以实现对硝基苯类化合物的智能催化降解。1、聚偏氟乙烯和N-异丙基丙烯酰胺共聚丙烯酸温敏凝胶（PVDF/P（NIPAM-co-AA）@Pd）复合膜的制备。将聚偏氟乙烯（PVDF）与自由基聚合法制备的P（NIPAM-co-AA）微凝胶、Pd纳米粒子（NPs）共混,制备了一种新型的温敏催化膜（TCM）。EDS、ATR-FTIR、SEM、AFM等测试手段证实微凝胶存在于PVDF膜孔中,并且Pd纳米颗粒分布于微凝胶表面。膜孔中微凝胶的溶胀和收缩可以改变膜的透水性,表现出温敏的效果。制备的温敏复合膜能在单渗透或循环错流的方式下有效催化降解毒性较大的2-硝基苯胺。膜在渗透流条件下,表现出一种新的热响应型催化行为,只需要调节温度就能同时达到高转...
【文章来源】：天津工业大学天津市
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－４多组膜的表面形貌电镜图??Ｆｉｇ．?２－４．?ＡＦＭ?ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ?ｖａｒｉｏｕｓ?ｍｅｍｂｒａｎｅｓ??
Ｆｉｇ．?２－３．?Ｓｕｒｆａｃｅ?ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｅｓ?ｏｆ?ｖａｒｉｏｕｓ?ｍｅｍｂｒａｎｅｓ??利用扫描探针显微镜ＡＦＭ对催化膜的表面进行进一步的检测，并在图２－４??中给出了三维ＡＦＭ图像。图中明亮部分表示为膜表面较高区域，明亮对比越明??显表示膜表面粗糙度越大［６５，６６］。如上图观察可得，与ＴＣＭ膜相比，ＰＶＤＦ－０膜??表面光亮度较为一致，无明显沟壑存在，膜表面较为光滑。而ＴＣＭ膜的表面明??暗交错，粗糙度从４５．２ｎｍ增加到６２．０ｎｍ。这是由于微凝胶的加入使得膜表面孔??的数量增加，使得粗糙度增大。这与电镜表面图２－３中复合膜表面膜孔数量增多??的结果相一致，相比于凝胶的加入对膜表面粗糙度的影响，Ｐｄ催化剂负载量的??变化对于膜表面粗糙度的影响微乎其微。??ＰＶＤＦ－０?ＴＣＭ－１?ＴＣＭ－２??，？争參??
?２Ａ２．２膜的ＦＥＳＥＭ断面及内部放大电镜图??通过图２－５断面电镜图可以看出，所有的膜都具有上层较薄的致密层，中间??很厚的指状孔和底部的多孔海绵层，这是非溶剂诱导相分离法形成的典型不对称??结构的膜［６７］。通过将ＴＣＭ－１和ＰＶＤＦ－０的横截面进行比较，可以发现微凝胶的??加入使得共聚膜结构由相对致密转变为多孔疏松结构，膜具有更多的孔洞和更高??的孔隙率（表２－３），指状的大孔穿过海绵状底部支架，厚度由原来的２１．１９（ＰＶＤＦ－??０）增加到６２．０９ｕｍ?（ＴＣＭ－１），海绵层厚度减少。这是因为膜结构与其成形动力??学过程密切相关，微凝胶良好的亲水性使得铸膜液的粘度降低，铸膜液中溶剂和??凝固浴中的非溶剂在成膜过程加速了“双扩散”作用过程，导致大孔道发展的同??吋限制海绵孔的生成［６２１。多孔结构更多有利于催化剂的负载和膜内外的传质［６７
【参考文献】：
期刊论文
[1]改性壳聚糖离子交换膜制备研究进展[J]. 马准,李治学,王小濛,许玉婷,孙永超,高学理. 科学技术与工程. 2018(18)
[2]有机膜与无机膜在一次盐水生产中应用技术分析[J]. 宋华福. 中国氯碱. 2018(06)
[3]超滤膜的清洗及污染防控[J]. 赵鹏. 化工环保. 2018(03)
[4]超滤-反渗透组合膜分离偶联真空浓缩鸡骨素中试[J]. 沈青山,李侠,张春晖,郑乾坤,王丽莎,贾伟,李敏,张兆静,李元亮,胡礼. 农业工程学报. 2018(06)
[5]磁场对膜分离性能的影响研究进展[J]. 谢宛岑,王庆国. 水处理技术. 2018(03)
[6]聚多巴胺涂覆改性聚丙烯腈纳米纤维膜及其油水分离性能[J]. 张娇娇,左晓飞,覃小红,张弘楠,王荣武. 东华大学学报(自然科学版). 2018(01)
[7]CEM-UF组合膜-硝化/反硝化系统处理低C/N废水及种群结构分析[J]. 邢金良,张岩,陈昌明,张博康,郭威,马翔山. 环境科学. 2018(03)
[8]半互穿网络法制备聚偏氟乙烯复合超滤膜[J]. 杨丽,栾金义,杨永强,奚振宇,魏昕,郭智. 化工进展. 2017(08)
[9]有机-无机复合膜的制备与应用进展[J]. 杨钧淇,黄肖容. 现代化工. 2017(03)
[10]膜分离技术的应用现状及研究进展[J]. 王檑,蒙义舒. 现代矿业. 2016(11)
博士论文
[1]pH和温度响应型高分子智能膜的制备、性能及应用研究[D]. 江萍.中南大学 2014
硕士论文
[1]凝固浴组成对PVDF-G-PACMO共聚物膜结构与抗污染性能的影响[D]. 薛高建.天津工业大学 2017
[2]环境响应型PVDF互穿网络膜的制备及性能研究[D]. 李坤.天津工业大学 2016
[3]PVDF微孔膜的疏水改性及其膜蒸馏分离性能[D]. 徐万塔.北京理工大学 2015
[4]制备超纯水的膜分离工艺技术研究[D]. 张品.华南理工大学 2012
[5]ZSM-5催化膜的制备及其性能研究[D]. 武慧慧.浙江大学 2012
本文编号：3272206
【文章来源】：天津工业大学天津市
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－４多组膜的表面形貌电镜图??Ｆｉｇ．?２－４．?ＡＦＭ?ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ?ｖａｒｉｏｕｓ?ｍｅｍｂｒａｎｅｓ??
Ｆｉｇ．?２－３．?Ｓｕｒｆａｃｅ?ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｅｓ?ｏｆ?ｖａｒｉｏｕｓ?ｍｅｍｂｒａｎｅｓ??利用扫描探针显微镜ＡＦＭ对催化膜的表面进行进一步的检测，并在图２－４??中给出了三维ＡＦＭ图像。图中明亮部分表示为膜表面较高区域，明亮对比越明??显表示膜表面粗糙度越大［６５，６６］。如上图观察可得，与ＴＣＭ膜相比，ＰＶＤＦ－０膜??表面光亮度较为一致，无明显沟壑存在，膜表面较为光滑。而ＴＣＭ膜的表面明??暗交错，粗糙度从４５．２ｎｍ增加到６２．０ｎｍ。这是由于微凝胶的加入使得膜表面孔??的数量增加，使得粗糙度增大。这与电镜表面图２－３中复合膜表面膜孔数量增多??的结果相一致，相比于凝胶的加入对膜表面粗糙度的影响，Ｐｄ催化剂负载量的??变化对于膜表面粗糙度的影响微乎其微。??ＰＶＤＦ－０?ＴＣＭ－１?ＴＣＭ－２??，？争參??
?２Ａ２．２膜的ＦＥＳＥＭ断面及内部放大电镜图??通过图２－５断面电镜图可以看出，所有的膜都具有上层较薄的致密层，中间??很厚的指状孔和底部的多孔海绵层，这是非溶剂诱导相分离法形成的典型不对称??结构的膜［６７］。通过将ＴＣＭ－１和ＰＶＤＦ－０的横截面进行比较，可以发现微凝胶的??加入使得共聚膜结构由相对致密转变为多孔疏松结构，膜具有更多的孔洞和更高??的孔隙率（表２－３），指状的大孔穿过海绵状底部支架，厚度由原来的２１．１９（ＰＶＤＦ－??０）增加到６２．０９ｕｍ?（ＴＣＭ－１），海绵层厚度减少。这是因为膜结构与其成形动力??学过程密切相关，微凝胶良好的亲水性使得铸膜液的粘度降低，铸膜液中溶剂和??凝固浴中的非溶剂在成膜过程加速了“双扩散”作用过程，导致大孔道发展的同??吋限制海绵孔的生成［６２１。多孔结构更多有利于催化剂的负载和膜内外的传质［６７
【参考文献】：
期刊论文
[1]改性壳聚糖离子交换膜制备研究进展[J]. 马准,李治学,王小濛,许玉婷,孙永超,高学理. 科学技术与工程. 2018(18)
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[3]超滤膜的清洗及污染防控[J]. 赵鹏. 化工环保. 2018(03)
[4]超滤-反渗透组合膜分离偶联真空浓缩鸡骨素中试[J]. 沈青山,李侠,张春晖,郑乾坤,王丽莎,贾伟,李敏,张兆静,李元亮,胡礼. 农业工程学报. 2018(06)
[5]磁场对膜分离性能的影响研究进展[J]. 谢宛岑,王庆国. 水处理技术. 2018(03)
[6]聚多巴胺涂覆改性聚丙烯腈纳米纤维膜及其油水分离性能[J]. 张娇娇,左晓飞,覃小红,张弘楠,王荣武. 东华大学学报(自然科学版). 2018(01)
[7]CEM-UF组合膜-硝化/反硝化系统处理低C/N废水及种群结构分析[J]. 邢金良,张岩,陈昌明,张博康,郭威,马翔山. 环境科学. 2018(03)
[8]半互穿网络法制备聚偏氟乙烯复合超滤膜[J]. 杨丽,栾金义,杨永强,奚振宇,魏昕,郭智. 化工进展. 2017(08)
[9]有机-无机复合膜的制备与应用进展[J]. 杨钧淇,黄肖容. 现代化工. 2017(03)
[10]膜分离技术的应用现状及研究进展[J]. 王檑,蒙义舒. 现代矿业. 2016(11)
博士论文
[1]pH和温度响应型高分子智能膜的制备、性能及应用研究[D]. 江萍.中南大学 2014
硕士论文
[1]凝固浴组成对PVDF-G-PACMO共聚物膜结构与抗污染性能的影响[D]. 薛高建.天津工业大学 2017
[2]环境响应型PVDF互穿网络膜的制备及性能研究[D]. 李坤.天津工业大学 2016
[3]PVDF微孔膜的疏水改性及其膜蒸馏分离性能[D]. 徐万塔.北京理工大学 2015
[4]制备超纯水的膜分离工艺技术研究[D]. 张品.华南理工大学 2012
[5]ZSM-5催化膜的制备及其性能研究[D]. 武慧慧.浙江大学 2012
本文编号：3272206
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