纳米ZrO 2 /PVDF改性膜的制备及其处理乳化油废水膜污染机制的研究
发布时间：2021-01-20 15:42
我国“十二五规划”中,开发高性能膜材料是节能环保产业的一项战略发展内容,然而国内相关研究却甚少,大多仅停留于实验室阶段,较少结合实际应用去有效推进。作为当前最主流的商业化膜材料,PVDF（Polyvinylidene fluoride）占据了较大市场份额,但该材料表面能低,致使该材质膜亲水性较差,在实际应用容易被油类、蛋白质等疏水性有机物所污染,直接导致膜通量小、能耗高及使用寿命缩短,而解决此类问题的关键就在于对膜材料亲水改性。近几年,将无机纳米组分引入高分子膜成为膜材料研究领域的新热点,用此方式所获得的新型膜将兼具有机高分子与无机纳米材料的特点,综合性能表现较优良,且亲水性有较明显改善。经全面了解,目前此类研究中,用得较多的纳米材料是纳米TiO2、SiO2、AI2O3等,而采用纳米Zr02改性聚合膜材料的研究却很少。众所周知,在油水分离应用中Zr02陶瓷膜的性能表现尤其优良,这则取决于该材质膜的特殊表面性质,如高密度与强极性。由于Zr02膜的化学稳定性优于Ti02膜与A1203膜,研究者们认为Zr02膜更适合用于复杂苛刻的液相分离体系。Zr02因其材质性质能够成为膜材料中性能优异的无...
【文章来源】：中国地质大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：177 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
作者简介
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
§1.1 膜分离技术简介
1.1.1 膜的定义、分类及发展
1.1.2 膜材料类型与开发思路
§1.2 PVDF膜材料及制膜工艺
1.2.1 PVDF膜材料性质
1.2.2 PVDF膜制备工艺
1.2.3 制膜关键影响因素
§1.3 PVDF膜的亲水改性方法
1.3.1 PVDF膜表面改性
1.3.2 PVDF膜本体改性
1.3.3 膜改性的重要发展方向
§1.4 无机纳米粒子/聚合物膜的研究
1.4.1 无机纳米粒子/聚合物膜的分类
1.4.2 杂化膜的制备方法
§1.5 工业含油废水处理技术分析
1.5.1 含油废水及其处理技术
1.5.2 膜技术处理含油废水研究现状
1.5.3 当前不足及今后发展趋势
§1.6 论文的来源与研究意义、研究内容及创新点
1.6.1 论文来源
1.6.2 研究意义
1.6.3 研究内容及创新点
第二章 制膜实验条件与膜测试表征方法
§2.1 制膜实验条件
2.1.1 原料与试剂
2.1.2 仪器与设备
§2.2 制膜方法与操作要点
2.2.1 制膜方法
2.2.2 操作要点
§2.3 膜测试表征方法
2.3.1 测试膜性能
2.3.2 表征膜结构
第三章 NIPS法制膜工艺参数优化
§3.1 引言
§3.2 分析NIPS法制膜原理
3.2.1 溶剂-非溶剂体系
3.2.2 聚合物浓度
3.2.3 添加剂类型
3.2.4 凝固浴组成及温度
3.2.5 预蒸发时间
3.2.6 后处理方式
§3.3 PVDF膜的制备及工艺参数优化
3.3.1 实验材料及方法
3.3.2 溶剂-非溶剂的选择
3.3.3 聚合物浓度的确定
3.3.4 添加剂品种及含量的确定
§3.4 本章小结
2/PVDF改性膜的制备、测试及表征">第四章 纳米ZrO2/PVDF改性膜的制备、测试及表征
§4.1 引言
2的性质"> 4.1.1 ZrO2的性质
2晶相"> 4.1.2 纳米ZrO2晶相
§4.2 实验材料及方法
4.2.1 实验材料
2/PVDF改性膜"> 4.2.2 制备ZrO2/PVDF改性膜
4.2.3 改性膜的表征及测试
§4.3 结果与讨论
4.3.1 XRD分析
4.3.2 FTIR分析
4.3.3 膜表面亲水性
4.3.4 膜微观结构
4.3.5 膜过滤性能
4.3.6 晶相类型影响分析
§4.4 本章小结
2对成膜过程规律的影响研究">第五章 添加纳米ZrO2对成膜过程规律的影响研究
§5.1 引言
§5.2 相分离成膜基础理论
§5.3 实验材料及方法
5.3.1 实验材料
5.3.2 测量铸膜液粘度
5.3.3 浊点滴定法绘制三元相图
5.3.4 分光光度法测量透光度曲线
5.3.5 观察凝胶过程及测量凝胶速度
§5.4 结果与讨论
5.4.1 铸膜液粘度变化
5.4.2 热力学三元相图分析
5.4.3 透光度曲线分析
5.4.4 凝胶成膜过程分析
§5.5 本章小结
第六章 改性膜处理乳化油废水的膜污染机制研究
§6.1 引言
§6.2 吸附乳化油的膜污染特性
6.2.1 实验材料及方法
6.2.2 考察静态吸附量
6.2.3 拟合等温吸附线
6.2.4 确定热力学参数
6.2.5 动力学过程讨论
§6.3 过滤乳化油废水的膜阻力分析
6.3.1 实验材料及方法
6.3.2 膜阻力及其分布
6.3.3 运行参数的影响
6.3.4 水环境因素分析
§6.4 本章小结
第七章 过滤乳化油废水的膜堵塞理论模型及膜污染微观研究
§7.1 引言
§7.2 膜堵塞理论模型应用分析
7.2.1 膜堵塞理论基础
7.2.2 实验材料及方法
7.2.3 识别膜堵塞类型
§7.3 膜污染微观分析
7.3.1 SEM分析
7.3.2 AFM分析
7.3.3 EDS分析
§7.4 本章小结
第八章 改性膜处理钢厂冷轧乳化油废水的应用实验研究
§8.1 引言
§8.2 开发新应用工艺
8.2.1 水质标准提升
8.2.2 确定工艺路线
§8.3 改性膜MBR小试实验
8.3.1 实验装置及方法
8.3.2 运行效果分析
§8.4 技术经济性评估
8.4.1 工程投资
8.4.2 运行成本
§8.5 本章小结
第九章 结论与展望
§9.1 结论
§9.2 建议
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]含混合添加剂的PVDF超滤膜铸膜液配方优化[J]. 高春雷,鲍建国,谢雄,周雨,胡为,包静玥,詹必万. 中国给水排水. 2014(13)
[2]膜材料:膜技术存在很大发展空间[J]. 江苏建材. 2013(02)
[3]膜生物反应器处理聚驱采油废水研究[J]. 李继宏,胡筱敏,李亮,赵丽静,董怡华. 环境污染与防治. 2013(02)
[4]冷轧废水处理新技术及深度处理回用研究[J]. 罗贵昌. 冶金动力. 2012(05)
[5]PVDF-ZrO2复合中空纤维膜在乳化油废水中的应用[J]. 黄政伟,李卫星,邢卫红. 现代化工. 2011(S2)
[6]混合添加剂对TiO2/PVDF平板超滤膜性能和结构的影响[J]. 闫勇,赵长伟,曾楚怡,于洋,栾兆坤. 水处理技术. 2011(09)
[7]新型反渗透膜的研究进展[J]. 陈欢林,瞿新营,张林,高从堦. 膜科学与技术. 2011(03)
[8]聚合物膜制备过程中的相关基础问题[J]. 任吉中,邓麦村. 膜科学与技术. 2011(03)
[9]热力学及动力学因素对L-S相转化法制备非对称膜结构与性能的影响[J]. 孙本惠. 膜科学与技术. 2011(01)
[10]乳化油废水Zeta电位值的影响因素研究[J]. 王炜,封顶成. 工业用水与废水. 2010(06)
博士论文
[1]MBR膜污染解析及MFC-MBR耦合系统膜污染控制研究[D]. 苏欣颖.哈尔滨工业大学 2013
[2]纳米TiO2+Al2O3/PVDF超滤膜的制备及应用研究[D]. 孙鸿.东北石油大学 2013
[3]抗污染、高通量多孔膜的制备及膜过程强化研究[D]. 彭金明.天津大学 2012
[4]聚偏氟乙烯改性膜处理油田三次采出水的抗污染特性与机制[D]. 衣雪松.哈尔滨工业大学 2012
[5]二氧化锆纳米材料的水热/溶剂热法控制合成及性质表征[D]. 舒展霞.山东大学 2012
[6]纳米无机掺杂改性聚偏氟乙烯超滤膜的制备及其性能研究[D]. 廖婵娟.武汉大学 2011
[7]纳米级氧化锆功能材料的制备及性能研究[D]. 吕晓棠.吉林大学 2010
[8]膜技术产业自主创新路径研究[D]. 曹亚克.天津大学 2009
[9]聚偏氟乙烯与纳米二氧化钛复合超滤膜的研制[D]. 曹晓春.哈尔滨工业大学 2006
[10]溶液相转化法制备PVDF微孔膜过程中的结构控制及其性能研究[D]. 左丹英.浙江大学 2005
硕士论文
[1]ZrO2纳米粒子原位杂化PVDF（PES）超滤膜的制备及其抗污染性能研究[D]. 陆庄羽.南京理工大学 2013
[2]PVDF微孔薄膜的成型研究[D]. 韩娟娟.北京化工大学 2012
[3]相转化法制备改性聚偏氟乙烯（PVDF）多孔膜的研究[D]. 刘小芬.浙江大学 2009
[4]无机粉体改性PVDF超滤膜制备及膜污染机理的研究[D]. 赫明佳.东北林业大学 2009
[5]超滤处理聚驱采油废水的效能及膜污染机理研究[D]. 梁红莹.哈尔滨工业大学 2008
[6]聚醚砜超滤膜结构的影响因素与性能研究[D]. 范为.浙江大学 2007
[7]聚偏氟乙烯膜的亲水改性及处理低浓度含油废水的研究[D]. 周洁.南京理工大学 2005
本文编号：2989314
【文章来源】：中国地质大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：177 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
作者简介
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
§1.1 膜分离技术简介
1.1.1 膜的定义、分类及发展
1.1.2 膜材料类型与开发思路
§1.2 PVDF膜材料及制膜工艺
1.2.1 PVDF膜材料性质
1.2.2 PVDF膜制备工艺
1.2.3 制膜关键影响因素
§1.3 PVDF膜的亲水改性方法
1.3.1 PVDF膜表面改性
1.3.2 PVDF膜本体改性
1.3.3 膜改性的重要发展方向
§1.4 无机纳米粒子/聚合物膜的研究
1.4.1 无机纳米粒子/聚合物膜的分类
1.4.2 杂化膜的制备方法
§1.5 工业含油废水处理技术分析
1.5.1 含油废水及其处理技术
1.5.2 膜技术处理含油废水研究现状
1.5.3 当前不足及今后发展趋势
§1.6 论文的来源与研究意义、研究内容及创新点
1.6.1 论文来源
1.6.2 研究意义
1.6.3 研究内容及创新点
第二章 制膜实验条件与膜测试表征方法
§2.1 制膜实验条件
2.1.1 原料与试剂
2.1.2 仪器与设备
§2.2 制膜方法与操作要点
2.2.1 制膜方法
2.2.2 操作要点
§2.3 膜测试表征方法
2.3.1 测试膜性能
2.3.2 表征膜结构
第三章 NIPS法制膜工艺参数优化
§3.1 引言
§3.2 分析NIPS法制膜原理
3.2.1 溶剂-非溶剂体系
3.2.2 聚合物浓度
3.2.3 添加剂类型
3.2.4 凝固浴组成及温度
3.2.5 预蒸发时间
3.2.6 后处理方式
§3.3 PVDF膜的制备及工艺参数优化
3.3.1 实验材料及方法
3.3.2 溶剂-非溶剂的选择
3.3.3 聚合物浓度的确定
3.3.4 添加剂品种及含量的确定
§3.4 本章小结
2/PVDF改性膜的制备、测试及表征">第四章 纳米ZrO2/PVDF改性膜的制备、测试及表征
§4.1 引言
2的性质"> 4.1.1 ZrO2的性质
2晶相"> 4.1.2 纳米ZrO2晶相
§4.2 实验材料及方法
4.2.1 实验材料
2/PVDF改性膜"> 4.2.2 制备ZrO2/PVDF改性膜
4.2.3 改性膜的表征及测试
§4.3 结果与讨论
4.3.1 XRD分析
4.3.2 FTIR分析
4.3.3 膜表面亲水性
4.3.4 膜微观结构
4.3.5 膜过滤性能
4.3.6 晶相类型影响分析
§4.4 本章小结
2对成膜过程规律的影响研究">第五章 添加纳米ZrO2对成膜过程规律的影响研究
§5.1 引言
§5.2 相分离成膜基础理论
§5.3 实验材料及方法
5.3.1 实验材料
5.3.2 测量铸膜液粘度
5.3.3 浊点滴定法绘制三元相图
5.3.4 分光光度法测量透光度曲线
5.3.5 观察凝胶过程及测量凝胶速度
§5.4 结果与讨论
5.4.1 铸膜液粘度变化
5.4.2 热力学三元相图分析
5.4.3 透光度曲线分析
5.4.4 凝胶成膜过程分析
§5.5 本章小结
第六章 改性膜处理乳化油废水的膜污染机制研究
§6.1 引言
§6.2 吸附乳化油的膜污染特性
6.2.1 实验材料及方法
6.2.2 考察静态吸附量
6.2.3 拟合等温吸附线
6.2.4 确定热力学参数
6.2.5 动力学过程讨论
§6.3 过滤乳化油废水的膜阻力分析
6.3.1 实验材料及方法
6.3.2 膜阻力及其分布
6.3.3 运行参数的影响
6.3.4 水环境因素分析
§6.4 本章小结
第七章 过滤乳化油废水的膜堵塞理论模型及膜污染微观研究
§7.1 引言
§7.2 膜堵塞理论模型应用分析
7.2.1 膜堵塞理论基础
7.2.2 实验材料及方法
7.2.3 识别膜堵塞类型
§7.3 膜污染微观分析
7.3.1 SEM分析
7.3.2 AFM分析
7.3.3 EDS分析
§7.4 本章小结
第八章 改性膜处理钢厂冷轧乳化油废水的应用实验研究
§8.1 引言
§8.2 开发新应用工艺
8.2.1 水质标准提升
8.2.2 确定工艺路线
§8.3 改性膜MBR小试实验
8.3.1 实验装置及方法
8.3.2 运行效果分析
§8.4 技术经济性评估
8.4.1 工程投资
8.4.2 运行成本
§8.5 本章小结
第九章 结论与展望
§9.1 结论
§9.2 建议
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]含混合添加剂的PVDF超滤膜铸膜液配方优化[J]. 高春雷,鲍建国,谢雄,周雨,胡为,包静玥,詹必万. 中国给水排水. 2014(13)
[2]膜材料:膜技术存在很大发展空间[J]. 江苏建材. 2013(02)
[3]膜生物反应器处理聚驱采油废水研究[J]. 李继宏,胡筱敏,李亮,赵丽静,董怡华. 环境污染与防治. 2013(02)
[4]冷轧废水处理新技术及深度处理回用研究[J]. 罗贵昌. 冶金动力. 2012(05)
[5]PVDF-ZrO2复合中空纤维膜在乳化油废水中的应用[J]. 黄政伟,李卫星,邢卫红. 现代化工. 2011(S2)
[6]混合添加剂对TiO2/PVDF平板超滤膜性能和结构的影响[J]. 闫勇,赵长伟,曾楚怡,于洋,栾兆坤. 水处理技术. 2011(09)
[7]新型反渗透膜的研究进展[J]. 陈欢林,瞿新营,张林,高从堦. 膜科学与技术. 2011(03)
[8]聚合物膜制备过程中的相关基础问题[J]. 任吉中,邓麦村. 膜科学与技术. 2011(03)
[9]热力学及动力学因素对L-S相转化法制备非对称膜结构与性能的影响[J]. 孙本惠. 膜科学与技术. 2011(01)
[10]乳化油废水Zeta电位值的影响因素研究[J]. 王炜,封顶成. 工业用水与废水. 2010(06)
博士论文
[1]MBR膜污染解析及MFC-MBR耦合系统膜污染控制研究[D]. 苏欣颖.哈尔滨工业大学 2013
[2]纳米TiO2+Al2O3/PVDF超滤膜的制备及应用研究[D]. 孙鸿.东北石油大学 2013
[3]抗污染、高通量多孔膜的制备及膜过程强化研究[D]. 彭金明.天津大学 2012
[4]聚偏氟乙烯改性膜处理油田三次采出水的抗污染特性与机制[D]. 衣雪松.哈尔滨工业大学 2012
[5]二氧化锆纳米材料的水热/溶剂热法控制合成及性质表征[D]. 舒展霞.山东大学 2012
[6]纳米无机掺杂改性聚偏氟乙烯超滤膜的制备及其性能研究[D]. 廖婵娟.武汉大学 2011
[7]纳米级氧化锆功能材料的制备及性能研究[D]. 吕晓棠.吉林大学 2010
[8]膜技术产业自主创新路径研究[D]. 曹亚克.天津大学 2009
[9]聚偏氟乙烯与纳米二氧化钛复合超滤膜的研制[D]. 曹晓春.哈尔滨工业大学 2006
[10]溶液相转化法制备PVDF微孔膜过程中的结构控制及其性能研究[D]. 左丹英.浙江大学 2005
硕士论文
[1]ZrO2纳米粒子原位杂化PVDF（PES）超滤膜的制备及其抗污染性能研究[D]. 陆庄羽.南京理工大学 2013
[2]PVDF微孔薄膜的成型研究[D]. 韩娟娟.北京化工大学 2012
[3]相转化法制备改性聚偏氟乙烯（PVDF）多孔膜的研究[D]. 刘小芬.浙江大学 2009
[4]无机粉体改性PVDF超滤膜制备及膜污染机理的研究[D]. 赫明佳.东北林业大学 2009
[5]超滤处理聚驱采油废水的效能及膜污染机理研究[D]. 梁红莹.哈尔滨工业大学 2008
[6]聚醚砜超滤膜结构的影响因素与性能研究[D]. 范为.浙江大学 2007
[7]聚偏氟乙烯膜的亲水改性及处理低浓度含油废水的研究[D]. 周洁.南京理工大学 2005
本文编号：2989314
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