聚乙烯醇超薄选择层纳滤膜的制备及效能研究
发布时间：2023-12-10 08:02
纳滤因出色的截留效率现已成为水处理的关键流程之一。然而,实际工程中,纳滤膜的操作压力较高,通量和截留率之间存在制约关系,即trade-off效应,使得产水率受到很大的影响。纳滤膜选择层较厚也会导致膜通量减小。因此,本研究选用亲水材料聚乙烯醇(PVA)作为纳滤膜选择层的主要材料,使其与交联剂分别通过涂覆交联和梯度交联过程制备纳滤膜,以减小膜厚度,在获得高通量纳滤膜的同时,保证较好的截留效率,提高PVA膜性能。本文通过改变不同交联条件,分别运用涂覆交联法与梯度交联法制备纳滤膜。确定涂覆交联法最优条件为:十二烷基硫酸钠(SDS)完成表面亲水性预处理,醇解度为99～99.4 mol%的PVA做成膜材料,在酸性条件下令混合溶液停留5 min,在80℃的环境下交联10 min。梯度交联法与涂覆交联法的不同点在于其停留时间由两部分组成,先使交联剂停留5 min,再使PVA溶液在其上停留30秒。涂覆交联法和梯度交联法制备的改性纳滤膜纯水通量分别为35.62 L/(m2·h)和66.25 L/(m2·h),对硫酸钠的截留率分别为91.31%和90.16%,选择...
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题背景及课题来源
1.1.1 课题背景
1.1.2 课题来源
1.2 纳滤膜及其在水处理中的应用
1.2.1 纳滤膜的应用
1.2.2 纳滤膜trade-off效应的影响因素
1.3 调整纳滤膜选择层厚度的方法
1.3.1 改选成膜材料
1.3.2 改进制膜方法
1.3.3 PVA膜的改性研究进展
1.4 本课题研究内容与意义
1.4.1 研究目的与意义
1.4.2 研究内容
第2章 实验方法与实验装置
2.1 实验药品及膜制备和改性方法
2.1.1 主要实验药品
2.1.2 纳滤装置
2.1.3 超滤基膜的合成制备
2.1.4 交联法制备纳滤膜
2.2 纳滤膜性能表征
2.2.1 水通量的测定
2.2.2 截留率的测定
2.2.3 接触角的测定
2.2.4 冷场发射扫描电子显微镜分析(SEM)
2.2.5 X射线光电子能谱分析(XPS)
2.2.6 傅立叶变换红外全反射分析(FTIR-ATR)
2.2.7 纳滤膜抗污染性能评价
第3章 交联法制备PVA纳滤膜的比选
3.1 超滤基膜合成制备及性能表征分析
3.2 涂覆交联法制备PVA纳滤膜
3.2.1 交联条件对涂覆交联膜性能影响
3.2.2 浓硫酸体积对涂覆交联膜性能影响
3.2.3 PVA种类对纳滤膜性能影响
3.3 梯度交联法优化制备PVA纳滤膜
3.3.1 PVA含量对梯度交联膜性能影响
3.3.2 PVA溶液停留时间对梯度交联膜性能影响
3.3.3 交联时间对梯度交联膜性能影响
3.3.4 交联温度对梯度交联膜性能影响
3.4 纳滤膜效能比选
3.4.1 纳滤膜的膜厚度分析对比
3.4.2 纳滤膜的截留率及纯水通量比较
3.5 本章小结
第4章 梯度交联法中交联剂对纳滤膜的影响
4.1 交联剂种类对PVA纳滤膜的影响
4.2 交联剂含量对PVA纳滤膜的影响
4.2.1 PMDA含量对纳滤膜的影响
4.2.2 POSS含量对纳滤膜的影响
4.2.3 6FDA含量对纳滤膜的影响
4.3 交联温度对纳滤膜性能的影响
4.3.1 PMDA-PVA纳滤膜受交联温度的影响
4.3.2 POSS-PVA纳滤膜受交联温度的影响
4.3.3 6FDA-PVA纳滤膜受交联温度的影响
4.4 本章小结
第5章 6FDA-PVA超薄选择层纳滤膜的效能研究
5.1 改性纳滤膜的渗透通量研究
5.2 改性纳滤膜截留效率的研究
5.2.1 对典型有机污染物的截留效率
5.2.2 对新兴有污染机物的截留效率
5.3 改性纳滤膜的综合效能探究
5.3.1 改性纳滤膜的抗污染性能研究
5.3.2 改性纳滤膜的机械性能研究
5.3.3 改性纳滤膜的运行稳定性研究
5.4 改性纳滤膜综合效能的分析
5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
本文编号：3872106
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【学位级别】：硕士
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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题背景及课题来源
1.1.1 课题背景
1.1.2 课题来源
1.2 纳滤膜及其在水处理中的应用
1.2.1 纳滤膜的应用
1.2.2 纳滤膜trade-off效应的影响因素
1.3 调整纳滤膜选择层厚度的方法
1.3.1 改选成膜材料
1.3.2 改进制膜方法
1.3.3 PVA膜的改性研究进展
1.4 本课题研究内容与意义
1.4.1 研究目的与意义
1.4.2 研究内容
第2章 实验方法与实验装置
2.1 实验药品及膜制备和改性方法
2.1.1 主要实验药品
2.1.2 纳滤装置
2.1.3 超滤基膜的合成制备
2.1.4 交联法制备纳滤膜
2.2 纳滤膜性能表征
2.2.1 水通量的测定
2.2.2 截留率的测定
2.2.3 接触角的测定
2.2.4 冷场发射扫描电子显微镜分析(SEM)
2.2.5 X射线光电子能谱分析(XPS)
2.2.6 傅立叶变换红外全反射分析(FTIR-ATR)
2.2.7 纳滤膜抗污染性能评价
第3章 交联法制备PVA纳滤膜的比选
3.1 超滤基膜合成制备及性能表征分析
3.2 涂覆交联法制备PVA纳滤膜
3.2.1 交联条件对涂覆交联膜性能影响
3.2.2 浓硫酸体积对涂覆交联膜性能影响
3.2.3 PVA种类对纳滤膜性能影响
3.3 梯度交联法优化制备PVA纳滤膜
3.3.1 PVA含量对梯度交联膜性能影响
3.3.2 PVA溶液停留时间对梯度交联膜性能影响
3.3.3 交联时间对梯度交联膜性能影响
3.3.4 交联温度对梯度交联膜性能影响
3.4 纳滤膜效能比选
3.4.1 纳滤膜的膜厚度分析对比
3.4.2 纳滤膜的截留率及纯水通量比较
3.5 本章小结
第4章 梯度交联法中交联剂对纳滤膜的影响
4.1 交联剂种类对PVA纳滤膜的影响
4.2 交联剂含量对PVA纳滤膜的影响
4.2.1 PMDA含量对纳滤膜的影响
4.2.2 POSS含量对纳滤膜的影响
4.2.3 6FDA含量对纳滤膜的影响
4.3 交联温度对纳滤膜性能的影响
4.3.1 PMDA-PVA纳滤膜受交联温度的影响
4.3.2 POSS-PVA纳滤膜受交联温度的影响
4.3.3 6FDA-PVA纳滤膜受交联温度的影响
4.4 本章小结
第5章 6FDA-PVA超薄选择层纳滤膜的效能研究
5.1 改性纳滤膜的渗透通量研究
5.2 改性纳滤膜截留效率的研究
5.2.1 对典型有机污染物的截留效率
5.2.2 对新兴有污染机物的截留效率
5.3 改性纳滤膜的综合效能探究
5.3.1 改性纳滤膜的抗污染性能研究
5.3.2 改性纳滤膜的机械性能研究
5.3.3 改性纳滤膜的运行稳定性研究
5.4 改性纳滤膜综合效能的分析
5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
本文编号：3872106
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