本文關鍵詞：溫敏性聚醚砜超濾膜的制備及性能研究

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【摘要】：超濾膜分離技術作為一種高效的分離手段具有廣闊的應用前景,尤其在水處理領域,得到了廣泛的應用。但是,隨著科學技術的發(fā)展,現(xiàn)有的超濾膜材料已不能滿足更復雜的使用環(huán)境要求。具有環(huán)境刺激響應特性的智能膜材料應運而生。溫度作為最常見的可人為控制和設計環(huán)境因素,相應響應特性的材料應用十分廣泛,溫度敏感性超濾膜的制備更是目前研究的重點。本文采用聚醚砜(PES)與表面接枝聚N-異丙基丙烯酰胺的氧化石墨烯(GO-g-PNIPAAm)共混的方法制備溫度敏感性超濾膜。這不僅改善了PES超濾膜親水性差、抗污染能力的不足,而且賦予了原材料以溫度敏感特性,以實現(xiàn)智能分離目標。超濾膜的制備采用浸沒沉淀相轉化法,N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)為溶劑,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)為添加劑,凝固浴為蒸餾水。分別選取鑄膜液中PES及PVP含量、凝固浴溫度三個因素的三個水平,設計正交實驗方案,制備一系列的PES超濾膜,通過對其滲透性能、形貌、使用穩(wěn)定性及抗污染性的研究得出制備最佳工藝參數(shù)。以PES含量14 wt%、PVP含量8 wt%、凝固浴溫度30℃條件下制備的PES超濾膜有較優(yōu)異的使用性能。采用原子轉移自由基聚合法(ATRP)將溫敏性單體N-異丙基丙烯酰胺(NIPAAm)接枝到氧化石墨烯(GO)上,合成溫度敏感性納米材料GO-g-PNIPAAm。利用紅外光譜、EDS能譜及熱重對目標產物的結構和性能進行表征。在最佳制備工藝條件下,將不同含量的GO-g-PNIPAAm與PES共混成膜,通過對改性膜溫度敏感性、孔隙率、親水性、機械強度及熱穩(wěn)定性等多方面性能進行綜合表征考察,得出最佳添加量。結果表明,GO-g-PNIPAAm添加量為0.5 wt%時,改性膜使用穩(wěn)定性、抗污染性能均有明顯的改善,適用于不同環(huán)境溫度下的智能分離。
【關鍵詞】：超濾膜 聚醚砜 溫敏性 N-異丙基丙烯酰胺 原子轉移自由基聚合
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ051.893
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 緒論8-24
• 1.1 課題的來源及研究的背景和意義8-9
• 1.2 膜分離技術9-11
• 1.2.1 膜分離技術簡介9-10
• 1.2.2 膜材料的分類10-11
• 1.3 超濾膜11-15
• 1.3.1 超濾膜材料11-14
• 1.3.2 超濾膜的制備方法14-15
• 1.4 超濾膜的改性15-19
• 1.4.1 改性方法15-18
• 1.4.2 改性材料——氧化石墨烯18-19
• 1.5 溫度敏感性超濾膜19-21
• 1.5.1 溫度敏感性超濾膜概述19-20
• 1.5.2 聚N-異丙基丙烯酰胺（PNIPAAm）20-21
• 1.6 原子轉移自由基聚合（ATRP）21-22
• 1.7 主要研究內容22-24
• 第2章 實驗材料與實驗方法24-34
• 2.1 實驗藥品及儀器設備24-25
• 2.1.1 實驗藥品24-25
• 2.1.2 實驗儀器設備25
• 2.2 實驗方法25-29
• 2.2.1 聚醚砜（PES）超濾膜的制備25-26
• 2.2.2 ATRP法合成GO-g-PNIPAAm26-28
• 2.2.3 PES/GO-g-PNIPAAm超濾膜的制備28-29
• 2.3 性能測試29-33
• 2.3.1 超濾膜滲透性能測試29-32
• 2.3.2 超濾膜使用穩(wěn)定性測試32
• 2.3.3 超濾膜抗污染性能測試表征32-33
• 2.4 結構表征33-34
• 2.4.1 掃描電子顯微鏡表征33
• 2.4.2 紅外光譜分析33
• 2.4.3 EDS能譜分析33-34
• 第3章 PES超濾膜的制備及性能研究34-46
• 3.1 PES超濾膜的制備工藝參數(shù)34
• 3.2 PES超濾膜的性能及結構表征34-45
• 3.2.1 滲透性能測試34-39
• 3.2.2 SEM形貌表征39-41
• 3.2.3 機械性能測試41-43
• 3.2.4 抗污染性能表征43-45
• 3.3 本章小結45-46
• 第4章 PES/GO-g-PNIPAAm超濾膜的制備及性能研究46-59
• 4.1 GO-g-PNIPAAm的合成及表征46-50
• 4.1.1 GO-g-PNIPAAm的合成46-47
• 4.1.2 紅外光譜分析47-48
• 4.1.3 EDS能譜分析48-49
• 4.1.4 SEM形貌表征49
• 4.1.5 熱重分析49-50
• 4.2 PES/GO-g-PNIPAAm超濾膜的制備及表征50-58
• 4.2.1 PES/GO-g-PNIPAAm超濾膜的制備50-51
• 4.2.2 滲透性能測試51-53
• 4.2.3 SEM形貌表征53-54
• 4.2.4 使用穩(wěn)定性測試54-56
• 4.2.5 抗污染性測試56-58
• 4.3 本章小結58-59
• 結論59-60
• 參考文獻60-65
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果65-67
• 致謝67

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本文編號：1104296