高渗透高选择性聚酰胺复合纳滤膜的研究

发布时间：2023-10-02 00:22

　　纳滤作为一种新的压力驱动型膜分离技术,凭借其能耗低、分离精度高、分离对象广等特点和高分离效率等优势,已被广泛应用于废水处理、海水淡化、饮用水净化、产品纯化与浓缩等多个领域。界面聚合法制备的薄层复合膜是目前商业化纳滤膜的主流产品,然而如何进一步协同提高纳滤膜的渗透性和选择性一直是工业界和学术界共同关注的问题。基于此,本文提出利用溶剂活化和引入树枝状两亲性超支化大分子这两种策略来改进聚酰胺复合纳滤膜的渗透性和选择性。具体研究内容如下:(1)以乙酸乙酯(EAC),丙酮(ACT)和四氢呋喃(THF)为活化溶剂,将其添加至有机相中,探讨活化溶剂种类及其含量对聚酰胺纳滤膜结构和性能的影响。研究结果表明,活化溶剂可以提升支撑底膜的孔隙率、拓宽界面聚合反应区和促进界面聚合期间单体的扩散速率,由此改进纳滤膜的结构和性能。其中,加入活化溶剂10 vol%THF时,水渗透通量达114 L·m^-2·h^-1,相比于初始膜提升约2.6倍,对Na Cl/Na₂SO₄的选择性为59.1,与商业纳滤膜相比具有更优异的渗透选择性。(2...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 文献综述
    1.1 膜分离技术
        1.1.1 膜分离技术的简介
        1.1.2 膜分离技术的分类
    1.2 纳滤膜分离技术
        1.2.1 纳滤及纳滤膜概述
        1.2.2 纳滤膜的分离机理
        1.2.3 纳滤膜的制备
    1.3 基于界面聚合的复合纳滤膜的改性
        1.3.1 反应单体的选择与改性
        1.3.2 多孔支撑层的选择与改性
        1.3.3 添加剂的选择与改性
    1.4 超支化聚合物
        1.4.1 超支化聚合物的简介
        1.4.2 超支化聚合物在复合膜领域的应用
    1.5 本课题的提出与研究内容
        1.5.1 本课题的提出
        1.5.2 研究内容
第二章 实验部分
    2.1 实验材料与设备
        2.1.1 实验药品
        2.1.2 实验仪器与设备
    2.2 聚酰胺纳滤膜的制备
        2.2.1 溶剂活化改进聚酰胺纳滤膜的制备
        2.2.2 基于超支化分子聚酰胺纳滤膜的制备
    2.3 超支化分子的表征
    2.4 聚酰胺纳滤膜的表征
        2.4.1 全反射傅里叶红外光谱(ATR-FTIR)测试
        2.4.2 X射线光电子能谱(XPS)测试
        2.4.3 场发射扫描电子显微镜(SEM)测试
        2.4.4 透射电子显微镜(TEM)测试
        2.4.5 原子力显微镜(AFM)测试
        2.4.6 Zeta电位测试
        2.4.7 接触角测试
    2.5 聚酰胺纳滤膜的性能测试
        2.5.1 分离性能测试
        2.5.2 稳定性测试
第三章 溶剂活化改进聚酰胺纳滤膜的结构与性能
    3.1 活化溶剂种类对聚酰胺纳滤膜结构与性能的影响
        3.1.1 活化溶剂种类对支撑底膜结构的影响
        3.1.2 活化溶剂种类对聚酰胺活性层结构的影响
        3.1.3 活化溶剂种类对膜性能的影响
    3.2 活化溶剂含量对聚酰胺纳滤膜结构与性能的影响
        3.2.1 活化溶剂含量对膜结构的影响
        3.2.2 活化溶剂含量对膜性能的影响
    3.3 小结
第四章 引入超支化分子改进聚酰胺纳滤膜的结构与性能
    4.1 超支化分子HPE-COCl的表征
    4.2 助溶剂对聚酰胺纳滤膜结构和性能的影响
    4.3 超支化分子对聚酰胺纳滤膜结构与性能的影响
        4.3.1 超支化分子对聚酰胺纳滤膜结构的影响
        4.3.2 超支化分子对聚酰胺纳滤膜表面性质的影响
        4.3.3 超支化分子对聚酰胺纳滤膜性能的影响
    4.4 机理分析
    4.5 小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
    1 作者简历
    2 攻读硕士学位期间发表的学术论文
    3 参与的科研项目及获奖情况
    4 发明专利
学位论文数据集



本文编号：3849728