二氧化鈦/聚丙烯酸雜化光催化膜的制備與應用研究
發(fā)布時間:2021-01-31 00:37
實驗采用共混、交聯(lián)、原位聚合三種方法制備二氧化鈦(TiO2)/聚丙烯酸(PAA)雜化光催化膜,膜材料為聚偏氟乙烯(PVDF)和聚醚砜(PES)。選取腐殖酸作為自然代表性污染物,選取甲基橙作為染料工業(yè)代表性污染物。共混法中TiO2/PAA加入到鑄膜液中后,膜孔隙率從50%提高到59%、平均孔徑從128nm降低到125nm、接觸角從79.3°降低到51.3°、膜通量從1022L/m2/h提高1246L/m2/h;熱重分析中固體殘留值從18.51%增加到29.25%,膜表面和指狀孔表面粗糙度增加;紫外線(UV)輻照條件下具有一定的光催化效果。交聯(lián)法中反應時間為2小時、反應溫度為90℃、PAA含量為20%、Ti02含量為5%時制備的交聯(lián)膜性能最好。PAA在膜表面形成致密光滑的復合層,掩蓋部分膜孔,使膜通量減小。交聯(lián)法相對共混法所制備的膜有更多的有效TiO2/PAA集中在膜表面,膜孔徑越更小,所以過濾效果更好;UV輻照條件下過濾腐殖酸2小時,膜歸一化通量從0.41%提高高0.83%。原位聚合法中AA比PAA單體分子量更小,自由基結(jié)合與交聯(lián)同時進行,形成更致密的交聯(lián)網(wǎng)絡,膜通量進一步減小。通過混凝...
【文章來源】:昆明理工大學云南省
【文章頁數(shù)】:91 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 文獻綜述
1.1.1 膜法水處理技術(shù)概述
1.1.2 水處理膜污染在線控制方法研究進展
1.1.3 光催化膜分離工藝概述
1.1.4 丙烯酸膜制備與改性方法
1.2 研究目的與意義
1.3 研究內(nèi)容
1.4 創(chuàng)新點
第二章 實驗材料與方法
2.1 實驗試劑與設備
2.2 膜的制備方法
2.2.1 連續(xù)式平板刮膜機使用方法
2.2.2 共混法
2.2.3 交聯(lián)法
2.2.4 原位聚合法
2.3 膜的表征方法
2.3.1 膜通量與截留率測試
2.3.2 粘度測試
2.3.3 厚度測試
2.3.4 孔隙率與平均孔徑測試
2.3.5 接觸角測試
2.3.6 紫外光譜分析
2.3.7 紅外光譜分析
2.3.8 熱重分析
2.3.9 結(jié)構(gòu)分析
2.4 光催化膜分離工藝實驗方法
第三章 二氧化鈦/聚丙烯酸雜化膜的制備
2/PAA/PVDF光催化膜制備"> 3.1 共混法TiO2/PAA/PVDF光催化膜制備
3.1.1 共混添加劑對膜性能影響的分析
3.1.2 共混法膜測試分析
2/PAA)/PES光催化膜制備"> 3.2 交聯(lián)法(TiO2/PAA)/PES光催化膜制備
3.2.1 交聯(lián)法制備條件優(yōu)化
3.2.2 交聯(lián)法膜測試分析
2/P(AA-SS)/PES改性光催化膜制備"> 3.3 原位聚合法TiO2/P(AA-SS)/PES改性光催化膜制備
3.3.1 AA/SSS改性分析
3.3.2 原位聚合膜性能測試
2/PAA改性光催化抗污染膜性能分析"> 3.4 TiO2/PAA改性光催化抗污染膜性能分析
3.5 本章小結(jié)
第四章 光催化膜分離工藝過濾特點實驗探究
4.1 光催化膜分離工藝對混凝甲基橙廢水的過濾實驗
4.1.1 絮凝劑的選擇
4.1.2 絮凝劑用量的選擇
4.1.3 紫外輻照強度對處理效果的影響
4.1.4 進水流速對處理效果的影響
4.1.5 溶液濃度對處理效果的影響
4.1.6 溶液pH對處理效果的影響
4.2 光催化膜分離工藝對混凝十二烷基苯磺酸鈉廢水的過濾實驗
4.2.1 進水流速對處理效果的影響
4.2.2 溶液pH值對處理效果的影響
4.3 光催化膜分離工藝過濾機理分析
4.3.1 紫外輻照強度對工藝的影響分析
4.3.2 進水流速對工藝的影響分析
4.3.3 溶液濃度對工藝的影響分析
4.3.4 溶液pH對工藝的影響分析
4.4 膜污染模型簡介與實驗分析
4.4.1 孔流模型
4.4.2 濃差極化模型
4.4.3 濾餅層模型
4.5 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與建議
5.1 結(jié)論
5.2 建議
致謝
參考文獻
附錄A (碩士期間發(fā)表論文目錄)
【參考文獻】:
期刊論文
[1]曝氣速率對附加微通道湍流促進器SMBR流體動力學性能的影響[J]. 解芳,王建敏,劉進榮. 環(huán)境工程學報. 2015(09)
[2]Membrane fouling controlled by coagulation/adsorption during direct sewage membrane filtration(DSMF) for organic matter concentration[J]. Hui Gong,Zhengyu Jin,Xian Wang,Kaijun Wang. Journal of Environmental Sciences. 2015(06)
[3]PVC超濾膜處理生活污水及膜污染控制研究[J]. 彭婷,史載鋒,林強,王向輝,牟翠瓊,熊玉琴. 膜科學與技術(shù). 2015(02)
[4]在聚砜膜表面接枝聚合對苯乙烯磺酸鈉及接枝膜對兩種含氮雜環(huán)類農(nóng)藥吸附特性的研究[J]. 劉海,高保嬌,孫世雄. 膜科學與技術(shù). 2015(01)
[5]污水處理膜材料的親水改性及其研究進展[J]. 郭雙禎,王力,史真真. 膜科學與技術(shù). 2015(01)
[6]混凝預處理及膜面流速控制對微濾膜污染的影響研究[J]. 李鵬飛,謝朝新,周寧玉,陳璐斌,劉帥. 環(huán)境科技. 2015(01)
[7]平板膜生物反應器膜間距與曝氣氣泡形態(tài)對膜污染形成的影響[J]. 王棟,馮超,陳亞中,朱昊,王琪,崔鵬. 膜科學與技術(shù). 2014(06)
[8]光催化-膜分離耦合工藝對腐殖酸的過濾機理研究[J]. 陳黃錳,宋宏臣,王建明,劉自力. 膜科學與技術(shù). 2014(06)
[9]NIPS法聚偏氟乙烯超濾膜的制備與應用[J]. 呂曉龍,武春瑞,張昊,趙麗華. 中國工程科學. 2014(12)
[10]有機-無機復合膜的制備及應用研究進展[J]. 張漢泉,黃肖容,萬安然. 現(xiàn)代化工. 2014(08)
博士論文
[1]溶液相轉(zhuǎn)化法制備PVDF微孔膜過程中的結(jié)構(gòu)控制及其性能研究[D]. 左丹英.浙江大學 2005
碩士論文
[1]雙親性納米TiO2復合粒子改性聚偏氟乙烯超濾膜的研究[D]. 羅娟.湖南工業(yè)大學 2012
本文編號:3009881
【文章來源】:昆明理工大學云南省
【文章頁數(shù)】:91 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 文獻綜述
1.1.1 膜法水處理技術(shù)概述
1.1.2 水處理膜污染在線控制方法研究進展
1.1.3 光催化膜分離工藝概述
1.1.4 丙烯酸膜制備與改性方法
1.2 研究目的與意義
1.3 研究內(nèi)容
1.4 創(chuàng)新點
第二章 實驗材料與方法
2.1 實驗試劑與設備
2.2 膜的制備方法
2.2.1 連續(xù)式平板刮膜機使用方法
2.2.2 共混法
2.2.3 交聯(lián)法
2.2.4 原位聚合法
2.3 膜的表征方法
2.3.1 膜通量與截留率測試
2.3.2 粘度測試
2.3.3 厚度測試
2.3.4 孔隙率與平均孔徑測試
2.3.5 接觸角測試
2.3.6 紫外光譜分析
2.3.7 紅外光譜分析
2.3.8 熱重分析
2.3.9 結(jié)構(gòu)分析
2.4 光催化膜分離工藝實驗方法
第三章 二氧化鈦/聚丙烯酸雜化膜的制備
2/PAA/PVDF光催化膜制備"> 3.1 共混法TiO2/PAA/PVDF光催化膜制備
3.1.1 共混添加劑對膜性能影響的分析
3.1.2 共混法膜測試分析
2/PAA)/PES光催化膜制備"> 3.2 交聯(lián)法(TiO2/PAA)/PES光催化膜制備
3.2.1 交聯(lián)法制備條件優(yōu)化
3.2.2 交聯(lián)法膜測試分析
2/P(AA-SS)/PES改性光催化膜制備"> 3.3 原位聚合法TiO2/P(AA-SS)/PES改性光催化膜制備
3.3.1 AA/SSS改性分析
3.3.2 原位聚合膜性能測試
2/PAA改性光催化抗污染膜性能分析"> 3.4 TiO2/PAA改性光催化抗污染膜性能分析
3.5 本章小結(jié)
第四章 光催化膜分離工藝過濾特點實驗探究
4.1 光催化膜分離工藝對混凝甲基橙廢水的過濾實驗
4.1.1 絮凝劑的選擇
4.1.2 絮凝劑用量的選擇
4.1.3 紫外輻照強度對處理效果的影響
4.1.4 進水流速對處理效果的影響
4.1.5 溶液濃度對處理效果的影響
4.1.6 溶液pH對處理效果的影響
4.2 光催化膜分離工藝對混凝十二烷基苯磺酸鈉廢水的過濾實驗
4.2.1 進水流速對處理效果的影響
4.2.2 溶液pH值對處理效果的影響
4.3 光催化膜分離工藝過濾機理分析
4.3.1 紫外輻照強度對工藝的影響分析
4.3.2 進水流速對工藝的影響分析
4.3.3 溶液濃度對工藝的影響分析
4.3.4 溶液pH對工藝的影響分析
4.4 膜污染模型簡介與實驗分析
4.4.1 孔流模型
4.4.2 濃差極化模型
4.4.3 濾餅層模型
4.5 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與建議
5.1 結(jié)論
5.2 建議
致謝
參考文獻
附錄A (碩士期間發(fā)表論文目錄)
【參考文獻】:
期刊論文
[1]曝氣速率對附加微通道湍流促進器SMBR流體動力學性能的影響[J]. 解芳,王建敏,劉進榮. 環(huán)境工程學報. 2015(09)
[2]Membrane fouling controlled by coagulation/adsorption during direct sewage membrane filtration(DSMF) for organic matter concentration[J]. Hui Gong,Zhengyu Jin,Xian Wang,Kaijun Wang. Journal of Environmental Sciences. 2015(06)
[3]PVC超濾膜處理生活污水及膜污染控制研究[J]. 彭婷,史載鋒,林強,王向輝,牟翠瓊,熊玉琴. 膜科學與技術(shù). 2015(02)
[4]在聚砜膜表面接枝聚合對苯乙烯磺酸鈉及接枝膜對兩種含氮雜環(huán)類農(nóng)藥吸附特性的研究[J]. 劉海,高保嬌,孫世雄. 膜科學與技術(shù). 2015(01)
[5]污水處理膜材料的親水改性及其研究進展[J]. 郭雙禎,王力,史真真. 膜科學與技術(shù). 2015(01)
[6]混凝預處理及膜面流速控制對微濾膜污染的影響研究[J]. 李鵬飛,謝朝新,周寧玉,陳璐斌,劉帥. 環(huán)境科技. 2015(01)
[7]平板膜生物反應器膜間距與曝氣氣泡形態(tài)對膜污染形成的影響[J]. 王棟,馮超,陳亞中,朱昊,王琪,崔鵬. 膜科學與技術(shù). 2014(06)
[8]光催化-膜分離耦合工藝對腐殖酸的過濾機理研究[J]. 陳黃錳,宋宏臣,王建明,劉自力. 膜科學與技術(shù). 2014(06)
[9]NIPS法聚偏氟乙烯超濾膜的制備與應用[J]. 呂曉龍,武春瑞,張昊,趙麗華. 中國工程科學. 2014(12)
[10]有機-無機復合膜的制備及應用研究進展[J]. 張漢泉,黃肖容,萬安然. 現(xiàn)代化工. 2014(08)
博士論文
[1]溶液相轉(zhuǎn)化法制備PVDF微孔膜過程中的結(jié)構(gòu)控制及其性能研究[D]. 左丹英.浙江大學 2005
碩士論文
[1]雙親性納米TiO2復合粒子改性聚偏氟乙烯超濾膜的研究[D]. 羅娟.湖南工業(yè)大學 2012
本文編號:3009881
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