基于原位植入法的纳米材料改性超滤膜和纳滤膜制备研究

发布时间：2021-10-01 02:55

　　针对超滤膜和纳滤膜在应用过程中出现的膜污染问题,本研究将纳米材料应用于膜改性,首先以原位植入的方式制备纳米材料改性超滤膜,然后在此基础上制备纳米材料改性纳滤膜。通过接触角测定实验、过滤实验（水通量和盐截留率）、细菌粘附实验、抑菌实验、生物膜形成实验以及纳滤膜对微量有机物的截留实验考察改性前后超滤膜和纳滤膜的亲疏水性能、过水和盐截留性能、抗生物污染性能以及纳滤膜对微量有机物的截留性能,以探讨该改性方法的可行性和优劣性。在所选取的五种无机氧化物纳米颗粒中,氧化铝（Al2O3）和LTL型沸石（LTL）纳米颗粒（在凝固水浴中的浓度为500 mg/L）能够均匀且稳定地植入到聚砜超滤膜表面,其覆盖率分别达到37.7%和48.9%。纳米颗粒的原位植入对超滤膜底面和断面的结构没有影响,但增加了超滤膜的表面粗糙度。经纳米颗粒改性后的超滤膜（UF-Al2O3、UF-LTL）的接触角分别为63.2°和49.4°,均比UF-C的接触角（66.2°）低,且UF-Al2O3和UF-LTL膜的膜阻分别为UF-C膜阻的70.0%和72.3%。虽然UF-Al2O3和UF-LTL膜没有表现出抑菌性能,但其在细菌粘附实验中... 

【文章来源】：清华大学北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
主要符号对照表
第1章 引言
    1.1 超滤膜和纳滤膜简介
        1.1.1 超滤膜简介
        1.1.2 纳滤膜简介
        1.1.3 超滤膜和纳滤膜在水处理中的应用
    1.2 膜污染
        1.2.1 膜污染的定义及分类
        1.2.2 膜污染的影响因素及控制方法
    1.3 膜改性
        1.3.1 膜改性的目的
        1.3.2 膜改性的方法分类
    1.4 纳米材料在膜改性中的应用
        1.4.1 应用现状
        1.4.2 已有研究的不足之处
    1.5 研究目的、内容及技术路线
        1.5.1 研究目的
        1.5.2 研究内容
        1.5.3 技术路线
第2章 纳米材料改性超滤膜和纳滤膜的制备
    2.1 普通聚砜超滤膜的制备
    2.2 纳米材料原位植入聚砜超滤膜的制备
        2.2.1 纳米材料的初选和性质表征
        2.2.2 纳米材料原位植入聚砜超滤膜的制备
        2.2.3 纳米颗粒稳定性能测试
        2.2.4 膜的粗糙程度表征
    2.3 普通纳滤膜的制备
    2.4 纳米材料改性纳滤膜的制备
        2.4.1 纳米材料改性纳滤膜的制备及优化
        2.4.2 膜的粗糙程度表征
    2.5 本章小结
第3章 纳米材料改性超滤膜的性能表征
    3.1 纳米材料改性超滤膜的亲疏水性能
    3.2 纳米材料改性超滤膜的过滤性能
    3.3 纳米材料改性超滤膜的抗生物污染性能
        3.3.1 模型细菌悬浮液的制备
        3.3.2 细菌粘附实验
        3.3.3 抑菌实验
        3.3.4 生物膜形成实验
    3.4 本章小结
第4章 纳米材料改性纳滤膜的性能表征
    4.1 纳米材料改性纳滤膜的亲疏水性能
    4.2 纳米材料改性纳滤膜的过水和盐截留性能
        4.2.1 试验方法
        4.2.2 纳米材料改性纳滤膜的过水和盐截留性能
        4.2.3 与其他改性方法的对比
        4.2.4 纳滤膜的过水和盐截留性能变化的机理分析
    4.3 纳米材料改性纳滤膜对微量有机物的截留性能
        4.3.1 试验方法
        4.3.2 纳米材料改性纳滤膜对微量有机物的总体截留性能
        4.3.3 纳米材料改性纳滤膜对微量有机物的单独截留性能
    4.4 纳米材料改性纳滤膜的抗生物污染性能
    4.5 本章小结
第5章 结论与建议
    5.1 结论
    5.2 建议
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]臭氧氧化对陶瓷膜超滤工艺降低饮用水中浊度的影响[J]. 郭建宁,张锡辉,胡江泳,王凌云,张建国,盛德洋.  环境科学学报. 2013(04)
[2]超滤膜工艺技术在饮用水处理的应用研究进展[J]. 李满屯,贾瑞宝,于衍真,杨晓亮.  净水技术. 2012(06)
[3]混凝/超滤处理微污染原水的试验研究[J]. 闫昭辉,董秉直.  净水技术. 2005(06)
[4]混凝处理防止膜污染的作用与机理[J]. 董秉直,夏丽华,陈艳,高乃云,范瑾初.  环境科学学报. 2005(04)



本文编号：3417116