PVDF磺化阳离子交换膜的制备、表征与应用研究

发布时间：2021-03-27 23:27

　　含氯重金属废水来源广泛,且具有毒性持久、酸性强、易富集且不能被生物降解的特点。膜法电积技术应用于含氯重金属废水的处理时,不仅实现了重金属的回收,而且能抑制大部分氯气的产生。阳离子交换膜的性能是影响膜电积技术的核心因素,由于商品阳离子交换膜存在选择透过性低、抗氧化性差的缺点,使其在实际应用中阻挡氯离子的效果并不理想,仍旧有氯气从阳极析出,造成严重污染。针对此问题,论文主要目的是研究开发一种抗酸性强、选择透过性优异、抗氧化性和机械性能良好的阳离子交换膜。首先,论文以PVDF为膜基材,采用“基膜制备→碱化→接枝→磺化”的路线,制备PVDF-g-PSSA阳离子交换膜,借助场发射电子显微镜（FESEM）、傅里叶红外光谱仪（FTIR）、耐破度仪以及其他膜性能测试方法考察离子交换膜的物化及电化学性能,系统的探讨了基膜制备、碱化、接枝、磺化实验条件对阳离子交换膜各项物化性能的影响规律,并在此基础上优化实验制备条件,获得最佳制备工艺参数。其次,为了进一步提高膜的选择透过性,同时改善其他性能,论文采用掺杂无机纳米颗粒的方法改性PVDF-g-PSSA膜,以选择透过性、抗氧化性、耐破度为主的膜性能为评价指标考... 

【文章来源】：兰州交通大学甘肃省

【文章页数】：144 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图2.1双膜三室膜电积法基本原理示意图

图 3.1 阳离子交换膜制备原理Fig 3.1 The cation exchange membrane preparation principle3.3.1 膜基材选择均相离子交换膜的膜制备材料主要有无机材料和有机聚合物，而对于工业用膜来说，有机聚合物制膜主宰了现有的膜市场，用于制膜的有机聚合物材料主要有聚偏氟乙烯（PVDF）、聚砜（PSF），聚醚砜（PES），聚丙烯腈（PAN），聚酰胺，聚酰亚胺，和聚四氟乙烯（PTFE）。其中，PVDF 是应用最广泛的膜制备材料，也被相关领域研究者广泛关注[81-86]。PVDF 是一种重复多单体–(CH2CF2)n–的半晶体聚合物，外观为半透明或白色粉体或颗粒，分子链间排列紧密，又有较强的氢键，不燃，熔点为 172℃，热变形温度112~145℃，长期使用温度为-40~150℃，其分子式如下：

兰州交通大学博士学位论文—离子交换膜选择透过率；无浓度变化时通过待测膜的迁移数，25℃下 NaCl 溶液在水中的阳%。度械性能以耐破度为代表，耐破度是表征离子交换膜机械性能的一项的单位面积上所受到的直至膜破裂前最大的压强，以 Mpa 表示。膜密，则膜的耐破度越高，表现出更好的机械性能，有效降低了甚输过程中被损坏的几率，更是延长了膜在实际工艺中的使用寿命。用东莞中野精科仪器有限公司生产的全自动耐破度仪（HTS-NPY51耐破度指标。测试之前，将待测膜裁成长×宽为 10cm×10cm 的膜片，按动仪器启动按钮，直至膜破裂后记录显示屏上的压强值。图 3。


本文编号：3104431