針對(duì)一直以來的有機(jī)染料廢水污染問題,膜吸附是一種簡單高效的處理手段,已有研究報(bào)道了有機(jī)中空纖維膜在廢水中的吸附應(yīng)用,但是有機(jī)材料在惡劣條件(高溫、強(qiáng)酸堿)下的不穩(wěn)定性導(dǎo)致膜的利用率低。無機(jī)中空纖維膜具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性、高效率和低成本等優(yōu)點(diǎn),在染料廢水處理中得到了廣泛的應(yīng)用。本研究以玻璃粉為主要原料,采用溶液紡絲法制備出了對(duì)亞甲基藍(lán)(MB)染料廢水具有良好吸附性能的膜材料,這種材料具有價(jià)格低廉、吸附效率高、可重復(fù)使用等特點(diǎn),有較好的應(yīng)用前景。具體內(nèi)容及結(jié)果如下:首先,采用相轉(zhuǎn)化、燒結(jié)和酸瀝相結(jié)合的方法,制備了不對(duì)稱多孔玻璃纖維膜。探討了燒結(jié)溫度、酸瀝條件對(duì)膜徑向收縮率、水接觸角、孔隙率以及析晶等的影響。研究結(jié)果表明,膜內(nèi)指狀大孔的尺寸隨燒結(jié)溫度的提高逐漸減小,致密層厚度增加,徑向收縮率逐漸增大,水滴滲入膜內(nèi)速率減緩,隨著酸瀝濃度、溫度及時(shí)間的增大,富鈉硼相被完全洗脫,膜失重比增加,孔隙率呈現(xiàn)先升后降的趨勢(shì)。其次,掃描電子顯微鏡(SEM)和N2吸附-脫附(BET)結(jié)果表明,玻璃中空纖維膜具有非對(duì)稱的多孔結(jié)構(gòu),Zeta電位測(cè)試表明膜表面為電負(fù)性。將玻璃中空纖維膜應(yīng)用到染料溶液的吸附實(shí)驗(yàn)中,系統(tǒng)地考察了膜用量、pH值、溫度和初始染料濃度對(duì)染料去除率的影響。吸附機(jī)理研究表明,吸附動(dòng)力學(xué)和吸附等溫線分別與準(zhǔn)二級(jí)模型和Freundlich模型擬合較好。此外,經(jīng)8次循環(huán)利用后,對(duì)亞甲基藍(lán)(MB)的去除率可保持在85%。最后,初步擴(kuò)展研究了玻璃中空纖維膜在氣體分離領(lǐng)域的應(yīng)用。以玻璃中空纖維膜為基膜,將其置于一定濃度的硅橡膠(PDMS)溶液中浸漬,得到了硅橡膠-玻璃中空復(fù)合膜。利用傅里葉變換紅外儀(FT-IR)、X-射線光電子能譜儀(XPS)分析了復(fù)合膜的結(jié)構(gòu)和元素變化。探究了濃度、浸漬次數(shù)對(duì)硅橡膠-玻璃中空復(fù)合膜富氧性能的影響。
【學(xué)位單位】：天津工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TB383.2;X703;TQ424
【部分圖文】：

１．４．１分離膜的分類及其優(yōu)缺點(diǎn)逡逑分離膜按照膜形態(tài)分類，可分為管式膜、平板膜、卷簾式膜和中空纖維膜，逡逑這些膜各自優(yōu)缺點(diǎn)如表１－２所示，不同形態(tài)膜的結(jié)構(gòu)示意圖如圖１－１所示。逡逑６逡逑

再加入適量無水乙醇，攪拌均勻后將陶瓷罐置于快速研磨機(jī)內(nèi)進(jìn)行濕法球逡逑磨。球磨１２邋ｈ后，將球磨罐取出，烘干罐內(nèi)酒精，先用２０目的篩網(wǎng)將研磨球和逡逑粉體分離開后，再進(jìn)一步篩分得到實(shí)驗(yàn)所需粒度的玻璃粉，制備流程如圖２－２所逡逑／Ｊｎ邋0逡逑玻璃塊逡逑＼邐玻璃粉逡逑＼邐／ｌ４８（ＴＣ溶融邐破碎、球考邐Ｉ邋Ｉ／逡逑，邐＞邋ｉｆｒｒｒｒｒ＾４００目過篩邋＞邐，逡逑＼邐Ｊ邐．邋■邋＿ｌ逡逑硼砂、硼酸／二＼－￣＿＾逡逑氧化硅逡逑圖２－２玻璃粉制備工藝流程圖逡逑Ｆｉｇ．２－２邋Ｔｈｅ邋ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ邋ｐｒｏｃｅｓｓ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｇｌａｓｓ邋ｐｏｗｄｅｒｓ逡逑２．３＿２玻璃中空纖維前驅(qū)體膜的制備逡逑實(shí)驗(yàn)室前期研究中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了，當(dāng)Ｎ，Ｎ－二甲基乙酰胺（ＤＭＡｃ）、聚偏氟乙逡逑烯（ＰＶＤＦ）和玻璃粉的質(zhì)量比為一定值時(shí)，所制備出中空纖維前驅(qū)體膜性能更逡逑優(yōu)異。根據(jù)這個(gè)比例稱取實(shí)驗(yàn)所需用量，先將定量的ＤＭＡｃ溶劑和ＰＶＤＦ粉末逡逑添加進(jìn)５００邋ｍＬ的三口燒瓶中，水浴加熱攪拌至聚合物粉末完全溶解，形成均一逡逑的聚合物溶液。然后將干燥好的玻璃粉緩慢地混合到聚合物溶液中，繼續(xù)攪拌逡逑１２邋ｈ

再加入適量無水乙醇，攪拌均勻后將陶瓷罐置于快速研磨機(jī)內(nèi)進(jìn)行濕法球逡逑磨。球磨１２邋ｈ后，將球磨罐取出，烘干罐內(nèi)酒精，先用２０目的篩網(wǎng)將研磨球和逡逑粉體分離開后，再進(jìn)一步篩分得到實(shí)驗(yàn)所需粒度的玻璃粉，制備流程如圖２－２所逡逑／Ｊｎ邋0逡逑玻璃塊逡逑＼邐玻璃粉逡逑＼邐／ｌ４８（ＴＣ溶融邐破碎、球考邐Ｉ邋Ｉ／逡逑，邐＞邋ｉｆｒｒｒｒｒ＾４００目過篩邋＞邐，逡逑＼邐Ｊ邐．邋■邋＿ｌ逡逑硼砂、硼酸／二＼－￣＿＾逡逑氧化硅逡逑圖２－２玻璃粉制備工藝流程圖逡逑Ｆｉｇ．２－２邋Ｔｈｅ邋ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ邋ｐｒｏｃｅｓｓ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｇｌａｓｓ邋ｐｏｗｄｅｒｓ逡逑２．３＿２玻璃中空纖維前驅(qū)體膜的制備逡逑實(shí)驗(yàn)室前期研究中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了，當(dāng)Ｎ，Ｎ－二甲基乙酰胺（ＤＭＡｃ）、聚偏氟乙逡逑烯（ＰＶＤＦ）和玻璃粉的質(zhì)量比為一定值時(shí)，所制備出中空纖維前驅(qū)體膜性能更逡逑優(yōu)異。根據(jù)這個(gè)比例稱取實(shí)驗(yàn)所需用量，先將定量的ＤＭＡｃ溶劑和ＰＶＤＦ粉末逡逑添加進(jìn)５００邋ｍＬ的三口燒瓶中，水浴加熱攪拌至聚合物粉末完全溶解，形成均一逡逑的聚合物溶液。然后將干燥好的玻璃粉緩慢地混合到聚合物溶液中，繼續(xù)攪拌逡逑１２邋ｈ

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本文編號(hào)：2821178