离子液体/氧化石墨烯/PVDF微滤膜的制备及应用研究

发布时间：2023-11-25 05:19

　　水体污染是全世界面临的重要环境问题,传统处理废水的方法存在诸多缺点,而膜分离技术因其价格便宜,处理能力强,操作简单等优点引起研究者们的广泛关注。膜法处理水技术是以压力差、浓度差或电势差为推动力,使原料液中的一种或几种组分快速通过膜,而其余组分被膜孔截留的过程。本文选用的膜材料是聚偏氟乙烯(PVDF)。然而,PVDF的疏水性导致膜在分离过程中会易被污染,限制了膜技术在水处理领域中的应用。本文选择亲水性材料氧化石墨烯(GO)对膜进行亲水性改进。文中采用改进的Hummers法制备出含有-OH、-COOH、C-O-C等极性亲水基团的GO,并把它加入到PVDF铸膜液中以提高PVDF膜的亲水性。同时为了提高GO在铸膜液中的分散度以进一步提高膜的分离性能,本文还引入了亲水性离子液体(1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐)对GO进行改性,制备出了IL/GO/PVDF微滤膜。本文分别以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和LiCl为添加剂,以DMAc为溶剂,添加不同含量的GO,制备GO/PVDF微滤膜,并研究添加剂种类不同的情况下,GO含量对膜性质的影响。结果表明,无论添加剂为LiCl或PVP,GO都可以提高微滤膜的平...

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 膜分离技术概况
    1.2 膜分离技术在水处理中的应用
        1.2.1 水处理的意义
        1.2.2 水处理的方法
    1.3 膜的分类及膜材料
        1.3.1 膜的分类
        1.3.2 膜分离过程中的膜材料
    1.4 PVDF膜
        1.4.1 PVDF膜的定义及性质
        1.4.2 PVDF膜的制备方法
        1.4.3 PVDF微滤膜改性的研究进展
        1.4.4 石墨烯及氧化石墨烯对PVDF膜的改性
        1.4.5 离子液体对PVDF膜及石墨烯基的改性
    1.5 课题研究目的及研究内容
第2章 氧化石墨烯的制备
    2.1 引言
    2.2 实验材料及设备
        2.2.1 实验材料
        2.2.2 实验设备
    2.3 实验方法
        2.3.1 氧化石墨烯的制备
        2.3.2 氧化石墨烯的红外光谱分析
        2.3.3 氧化石墨烯的XRD分析
        2.3.4 氧化石墨烯的紫外光谱分析
        2.3.5 氧化石墨烯的粒度测定
    2.4 石墨的氧化与剥离机理
    2.5 实验结果与讨论
        2.5.1 不同方法制备的氧化还石墨烯红外光谱对比分析
        2.5.2 不同KMnO4含量制备的氧化石墨烯表征
        2.5.3 不同氧化温度下制备的氧化石墨烯表征
        2.5.4 不同剥离时长对GO粒度的影响
    2.6 本章小结
第3章 GO/PVDF微滤膜的制备表征及应用
    3.1 引言
    3.2 实验试剂与仪器
        3.2.1 实验药品与试剂
        3.2.2 实验仪器与设备
    3.3 实验方法
        3.3.1 GO/PVDF微滤膜的制备
        3.3.2 酵母菌标准溶液的配制与分析方法
        3.3.3 微滤膜的红外光谱分析
        3.3.4 微滤膜的DSC分析
        3.3.5 微滤膜的微孔结构测试
        3.3.6 SEM分析膜断层结构
        3.3.7 微滤膜的接触角测量
        3.3.8 机械强度测试
        3.3.9 微滤膜的纯水通量测试
        3.3.10 微滤膜分离性能的测试流程
        3.3.11 膜的清洗及再生
    3.4 结果与讨论
        3.4.1 酵母菌的粒度分析
        3.4.2 酵母菌标准曲线的绘制
        3.4.3 添加剂为PVP的微滤膜分析
        3.4.4 添加剂为LiCl的膜的分析
    3.5 本章小结
第4章 IL/GO/PVDF微滤膜的制备及应用
    4.1 引言
    4.2 实验药品与仪器
        4.2.1 实验药品与材料
        4.2.2 实验仪器与设备
    4.3 实验方法
        4.3.1 IL+GO分散液的制备
        4.3.2 IL+GO改性PVDF膜的制备
        4.3.3 红外光谱分析
        4.3.4 DSC分析
        4.3.5 XRD分析
        4.3.6 膜的微孔结构分析
        4.3.7 膜的接触角分析
        4.3.8 膜的断层结构分析
        4.3.9 膜的纯水通量测试
        4.3.10 膜的机械性能测试
        4.3.11 膜的分离性能测试
    4.4 实验结果与讨论
        4.4.1 IL+GO红外光谱分析
        4.4.2 不同GO含量的PVDF微滤膜分析
        4.4.3 IL含量改变的PVDF膜的表征
        4.4.4 微滤膜的分离效果分析
    4.5 本章小结
第5章 结论
参考文献
在学研究成果
致谢



本文编号：3867350