【摘要】：納濾具有部分去除單價(jià)離子、操作壓力低、滲透壓低、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn),在海水淡化和污水處理領(lǐng)域有較大的應(yīng)用前景。本實(shí)驗(yàn)以聚砜(PSF)中空纖維超濾膜作為基膜,采用雙向涂覆工藝,通過界面聚合反應(yīng)制備復(fù)合納濾膜,并以氧化石墨烯(GO)為改性劑,對復(fù)合納濾膜進(jìn)行親水性改性,探討了其對改性膜結(jié)構(gòu)和性能的影響。本文首先討論了制備聚砜納濾膜的最佳條件,考察了哌嗪(PIP)用量、水相涂覆時(shí)間、均苯三甲酰氯(TMC)用量、界面聚合時(shí)間和熱處理溫度對膜性能的影響,確定了最佳的制膜工藝。最佳參數(shù)是:水相PIP濃度1wt%;水相反應(yīng)時(shí)間6min,水相涂覆壓力0.05MPa;有機(jī)相TMC濃度0.22wt%;界面聚合時(shí)間5min;反應(yīng)溫度為20℃;熱處理溫度為60℃。在0.5MPa的壓力下測得純水通量為13.4L/(m~2·h),對MgSO_4的截留率為90%左右。通過紅外表征發(fā)現(xiàn)有酰胺官能團(tuán)生成,掃描電鏡和原子力表征發(fā)現(xiàn)復(fù)合納濾膜的內(nèi)表面比較粗糙,表面有明顯的山峰狀凸起,有超薄功能層生成。采用改進(jìn)Hummers法合成了GO,并對其進(jìn)行了TEM、XRD、FTIR表征,結(jié)果發(fā)現(xiàn):GO中含有羥基、羧基和羰基含氧親水性官能團(tuán),呈層狀結(jié)構(gòu)。采用共混改性的方法將GO加入到涂層溶液中,并考察了其含量對膜結(jié)構(gòu)、滲透性能的影響。當(dāng)GO含量為0.05%時(shí)制備的膜性能最佳,測得膜水通量為20.8L/(m~2·h),對MgSO_4截留率為76.8%。GO改性后的膜具有更低的BSA吸附量,且GO改性后的膜水通量衰減率和恢復(fù)率高于未改性膜。最后將制備的納濾膜進(jìn)行污水濃縮試驗(yàn),結(jié)果表明:相同時(shí)間內(nèi)相比未改性膜,GO改性膜水通量下降趨勢較慢,對COD、硬度和色度的截留率分別為83.0%、77.1%和91%,略低于為PSF納濾膜;且污染情況較輕,膜污染主要主要來自表面疏松的濾餅層。
【圖文】：

水處理方面獨(dú)有的優(yōu)勢得到迅速發(fā)展，獲得了廣闊的發(fā)展空要依靠壓力驅(qū)動(dòng)，起初大多數(shù)納濾膜是經(jīng)過反滲透衍變形成,14]。納濾膜的膜孔大小通常為幾個(gè)納米左右，納濾膜的分離濾膜，，盡管納濾膜的截留性能不如反滲透膜更加徹底，但與不完全截留、工藝流程操作壓力低、膜兩側(cè)溶液滲透壓低和中有 2 個(gè)顯著的特點(diǎn)：(1) 物理截留或截留篩分效應(yīng)，對液分子具有分離性能。(2) 電荷效應(yīng)，溶液中的正負(fù)離子與納電相互作用。納濾膜對無機(jī)鹽的截留主要通過電荷效應(yīng)，對，截留率較低。對于無機(jī)鹽中的二價(jià)和高價(jià)離子可以近乎完[15]。納濾技術(shù)因其工藝流程無需高操作壓力、單位面積水通，在水處理相關(guān)領(lǐng)域有著不可或缺的地位和作用，極大的推究的發(fā)展。納濾技術(shù)已經(jīng)在食品、生物醫(yī)療、石油化工等領(lǐng)

PH水通量L/(m2·h·MPa)截留性能NaCl%膜公司 膜牌2~11 25 45 美國陶氏 NF-42~11 500 10 日本電工 NTR72~8 21 75 日本東麗 SC-21材料主要應(yīng)用于超濾和微濾領(lǐng)域，無機(jī)納濾膜為非對稱結(jié)構(gòu)，包括大層以及平均孔徑小于 2nm 的頂層三部分，截留分子量一般為 200~1以使大孔徑支撐層的粗糙度降低，而小孔徑頂層則決定了納濾膜的截納濾膜對分子的截留更取決于膜本身的電荷性以及過濾離子所帶電荷的相互作用。無機(jī)納濾膜包括陶瓷膜、玻璃膜、金屬膜和分子篩膜。為多孔陶瓷膜，主要有 Al2O3[34]、ZrO2[35]、SiO2[36]和 TiO2[35]等。無機(jī)分子納濾膜不具備的優(yōu)勢，如：耐高溫，不易被有機(jī)溶劑溶解，能夠以及可以長時(shí)間使用等，但無機(jī)納濾膜同時(shí)也存在一些不足，如：合消耗多，膜產(chǎn)品容易破碎等，這些不足使得無機(jī)納濾膜的使用條件受到
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TQ051.893

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2608461