氯硅烷原位聚合的纳米复合聚酰胺反渗透膜的研究
发布时间：2023-04-12 03:20
纳米复合聚酰胺反渗透膜是一种通过界面聚合工艺制备的新型复合膜。向聚酰胺薄膜层内掺杂纳米粒子可以大幅提高反渗透膜性能。然而,为了提高纳米粒子在溶液中的分散性,降低其与聚酰胺聚合物间的非选择性界面的形成,常需要对纳米粒子进行复杂的化学改性。本文希望发展一种工艺简单,涉及化学物质少的原位聚合策略。我们选取了能与羟基、胺基反应的氯硅烷前驱体,将其置于油相溶液中,通过前驱体与水相扩散过来的单体羟基、胺基的反应,原位生成与聚酰胺强相互作用的硅基纳米复合反渗透膜。系统选取了四氯化硅、甲基三氯化硅和苯基三氯化硅前驱体,实现了反渗透膜性能的多方面提高。首先建立了一种基于四氯化硅原位聚合的纳米复合聚酰胺反渗透膜制备方法。通过四氯化硅与羟基和胺基的反应,制备了高亲水性的纳米复合聚酰胺反渗透膜。系统研究了四氯化硅浓度对聚酰胺分离层结构形貌、组成和性能的影响。原位产生的高亲水性纳米粒子有效地掺入聚酰胺基质中。它们通过共价键和氢键与聚酰胺聚合物形成强相互作用。在四氯化硅原位聚合的聚酰胺膜中产生了丰富的羟基。四氯化硅大大增加了聚酰胺膜背面上的孔和横截面中的空洞。在顶部表面上产生越来越松散的叶片状结构。在保持膜的水盐...
【文章页数】：140 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 反渗透膜
1.2.1 反渗透膜的历程
1.2.2 反渗透膜的结构
1.2.3 反渗透膜的分离性能
1.2.4 反渗透膜的成膜机理
1.3 高性能反渗透膜
1.3.1 材料优化
1.3.2 聚合反应优化
1.3.3 后处理工艺优化
1.4 纳米复合高性能反渗透膜
1.4.1 概述
1.4.2 纳米复合高性能反渗透膜
1.4.3 原位生成的纳米复合高性能反渗透膜
1.5 课题提出和主要内容
第二章 实验部分
2.1 实验原料及所用仪器
2.1.1 膜材料
2.1.2 实验药品
2.1.3 实验仪器与设备
2.2 分析表征方法
2.2.1 膜分离性能分析
2.2.2 扫描电镜分析
2.2.3 原子力显微镜分析
2.2.4 透射电镜分析
2.2.5 表面元素分析
2.2.6 红外光谱分析
2.2.7 热分析
2.2.8 接触角分析
2.2.9 Zeta电位分析
第三章 SiCl4原位聚合的纳米复合聚酰胺反渗透膜
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 膜的制备
3.2.2 膜的表征
3.3 结果与讨论
3.3.1 SiCl4纳米复合聚酰胺膜的渗透性能
3.3.2 SiCl4纳米复合聚酰胺膜的结构与形貌
3.3.3 SiCl4纳米复合聚酰胺膜的组成
3.3.4 SiCl4纳米复合聚酰胺膜的界面性能
3.3.5 与其他纳米复合聚酰胺膜的性能比较
3.4 小结
第四章 MeSiCl3原位聚合的纳米复合聚酰胺反渗透膜
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 膜的制备
4.2.2 膜的表征
4.3 结果与讨论
4.3.1 MeSiCl3纳米复合聚酰胺膜的渗透性能
4.3.2 MeSiCl3纳米复合聚酰胺膜的结构与形貌
4.3.3 MeSiCl3纳米复合聚酰胺膜的组成
4.3.4 MeSiCl3纳米复合聚酰胺膜的界面性能
4.3.5 MeSiCl3纳米复合聚酰胺膜的抗污染性能
4.3.6 与其他纳米复合聚酰胺膜的性能比较
4.4 小结
第五章 PhSiCl3原位聚合的纳米复合聚酰胺反渗透膜
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 膜的制备
5.2.2 膜的表征
5.3 结果与讨论
5.3.1 PhSiCl3纳米复合聚酰胺膜的渗透性能
5.3.2 PhSiCl3纳米复合聚酰胺膜的结构与形貌
5.3.3 PhSiCl3纳米复合聚酰胺膜的组成
5.3.4 PhSiCl3纳米复合聚酰胺膜的界面性能
5.3.5 PhSiCl3原位聚合的机理和结构发展
5.4 小结
第六章 结论、创新与展望
6.1 全文主要结论
6.2 研究特色与创新
6.3 主要不足和后续研究方向
参考文献
附录
附录1 第二章补充数据
附录2 第三章补充数据
附录3 第四章补充数据
附录4 第五章补充数据
作者简介
1 作者简历
2 攻读博士学位期间发表的学术论文
3 发明专利
致谢
学位论文数据集
本文编号：3790320
【文章页数】：140 页
【学位级别】：博士
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摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 反渗透膜
1.2.1 反渗透膜的历程
1.2.2 反渗透膜的结构
1.2.3 反渗透膜的分离性能
1.2.4 反渗透膜的成膜机理
1.3 高性能反渗透膜
1.3.1 材料优化
1.3.2 聚合反应优化
1.3.3 后处理工艺优化
1.4 纳米复合高性能反渗透膜
1.4.1 概述
1.4.2 纳米复合高性能反渗透膜
1.4.3 原位生成的纳米复合高性能反渗透膜
1.5 课题提出和主要内容
第二章 实验部分
2.1 实验原料及所用仪器
2.1.1 膜材料
2.1.2 实验药品
2.1.3 实验仪器与设备
2.2 分析表征方法
2.2.1 膜分离性能分析
2.2.2 扫描电镜分析
2.2.3 原子力显微镜分析
2.2.4 透射电镜分析
2.2.5 表面元素分析
2.2.6 红外光谱分析
2.2.7 热分析
2.2.8 接触角分析
2.2.9 Zeta电位分析
第三章 SiCl4原位聚合的纳米复合聚酰胺反渗透膜
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 膜的制备
3.2.2 膜的表征
3.3 结果与讨论
3.3.1 SiCl4纳米复合聚酰胺膜的渗透性能
3.3.2 SiCl4纳米复合聚酰胺膜的结构与形貌
3.3.3 SiCl4纳米复合聚酰胺膜的组成
3.3.4 SiCl4纳米复合聚酰胺膜的界面性能
3.3.5 与其他纳米复合聚酰胺膜的性能比较
3.4 小结
第四章 MeSiCl3原位聚合的纳米复合聚酰胺反渗透膜
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 膜的制备
4.2.2 膜的表征
4.3 结果与讨论
4.3.1 MeSiCl3纳米复合聚酰胺膜的渗透性能
4.3.2 MeSiCl3纳米复合聚酰胺膜的结构与形貌
4.3.3 MeSiCl3纳米复合聚酰胺膜的组成
4.3.4 MeSiCl3纳米复合聚酰胺膜的界面性能
4.3.5 MeSiCl3纳米复合聚酰胺膜的抗污染性能
4.3.6 与其他纳米复合聚酰胺膜的性能比较
4.4 小结
第五章 PhSiCl3原位聚合的纳米复合聚酰胺反渗透膜
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 膜的制备
5.2.2 膜的表征
5.3 结果与讨论
5.3.1 PhSiCl3纳米复合聚酰胺膜的渗透性能
5.3.2 PhSiCl3纳米复合聚酰胺膜的结构与形貌
5.3.3 PhSiCl3纳米复合聚酰胺膜的组成
5.3.4 PhSiCl3纳米复合聚酰胺膜的界面性能
5.3.5 PhSiCl3原位聚合的机理和结构发展
5.4 小结
第六章 结论、创新与展望
6.1 全文主要结论
6.2 研究特色与创新
6.3 主要不足和后续研究方向
参考文献
附录
附录1 第二章补充数据
附录2 第三章补充数据
附录3 第四章补充数据
附录4 第五章补充数据
作者简介
1 作者简历
2 攻读博士学位期间发表的学术论文
3 发明专利
致谢
学位论文数据集
本文编号：3790320
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hxgylw/3790320.html
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