發(fā)布時間：2020-05-31 09:41

【摘要】：近些年,將納米粒子納入聚酰胺活性皮層(PA)中以產(chǎn)生薄膜納米復(fù)合結(jié)構(gòu)(TFN)膜,成為一種制備反滲透膜的先進技術(shù)。沸石咪唑骨架材料(ZIF-8)是一種新型的多孔材料,其結(jié)構(gòu)中有機配體的存在使其與有機膜基體有著良好的相容性。因此,本課題選用ZIF-8納米粒子對聚酰胺反滲透復(fù)合膜進行摻雜改性,探究了ZIF-8納米粒子及其粒徑對反滲透膜表觀形貌、結(jié)構(gòu)與滲透、抗污染性能的綜合影響。本文首先對合成的兩種納米材料進行定性定量的分析;對采用界面聚合(IP)方式制備的反滲透復(fù)合膜,分析了兩種不同粒徑ZIF-8納米粒子在膜上的負載情況以及對膜表面微觀特性上的影響。然后,考察添加量從0.1%到0.4%變化下兩種不同納米粒子摻雜改性膜在純水、鹽水、不同有機污染物為進水時的運行效果,結(jié)合表征分析,討論ZIF-8的加入以及粒徑的不同對膜的透水性能、脫鹽性能、抗污染性能的影響。最后,以消毒副產(chǎn)物(DBPs)為目標污染物,考察了各種因素對其去除率的影響機制。并以實際水體為本底配水,考察了混凝+微濾+改性膜對于DBPs的去除效果。本實驗合成的兩種ZIF-8納米粒子的粒徑為50nm和500nm,屬于微孔結(jié)構(gòu)且能為水分子提供快速通道。ZIF-8納米粒子的加入,導(dǎo)致膜表面粗糙度降低,交聯(lián)程度降低,表面親水性增加;且粒徑較小(50nm)時,膜表面親水性提高幅度更為顯著,粒徑較大(500nm)時,表面粗糙度下降幅度更為顯著。隨著ZIF-8添加量的增加,ZIF-8/TFN的水通量及鹽截留率較聚酰胺反滲透膜(TFC)持續(xù)增加。在添加量為(0.4w/v%)時,水通量增加65%左右。鹽截留率保持在98%以上。且粒徑較小(50nm)時,水通量和鹽截留率提高幅度更為顯著。在對三種典型有機污染物的抗污染性能分析測試實驗中,發(fā)現(xiàn)ZIF-8的引入對改性膜的抗污染性能有了明顯的改善,且粒徑較大(500nm)時,膜抗污染性能提高幅度更為顯著。改性膜對于選用的五種消毒副產(chǎn)物(DBPs)的去除率均高于純膜和商品膜;在一定范圍內(nèi),隨著DBPs的分子量和分子體積增大,溫度降低以及p H升高,改性膜對DBPs的去除率升高。在以實際水體配水進行實驗時,混凝+微濾+改性膜的組合工藝可以較好的增加對DBPs的去除,并且通過混凝可以改善反滲透過程中的膜污染。
【圖文】：

技術(shù)路線圖

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文2.2.2 聚酰胺反滲透復(fù)合膜的制備本實驗制備的反滲透膜屬于復(fù)合膜，復(fù)合法是目前最常使用的一種制備反滲透膜的方法，在多孔基膜上復(fù)合一層致密的超薄皮層。本實驗使用聚砜超濾膜（PSF）為多孔支撐層，采用界面聚合的方式在微孔基膜上直接制備聚酰胺超薄脫鹽層。制備聚酰胺（PA）選擇層主要是基于界面聚合的反應(yīng)原理，間苯二胺與均苯三甲酰氯之間的化學(xué)反應(yīng)如圖 2-1 所示。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TQ051.893;X52

【參考文獻】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 段培業(yè);用于氣體分離的ZIF-8膜的制備及其滲透性能研究[D];北京化工大學(xué);2017年

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本文編號：2689659