本文關(guān)鍵詞：EVOH納米纖維復(fù)合膜制備及性能研究

  更多相關(guān)文章： EVOH 納米纖維膜 孔徑分布 水通量 過(guò)濾性能

【摘要】：納米纖維膜材料由于直徑細(xì)化所致孔徑小、孔隙率高、相互貫通孔隙結(jié)構(gòu)等優(yōu)點(diǎn),是一種頗具潛力的過(guò)濾材質(zhì),在其表面引入功能組分制備復(fù)合膜,可以有效改善膜的孔徑結(jié)構(gòu)、親水性及力學(xué)性能,拓展其在液體過(guò)濾領(lǐng)域的應(yīng)用。本課題經(jīng)熔融共混擠出過(guò)程中的相分離行為和分散-成膜過(guò)程制備乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)納米纖維膜,分別采用涂覆法和沉積法對(duì)其表面進(jìn)行處理制得EVOH納米纖維復(fù)合膜,系統(tǒng)研究了EVOH納米纖維膜及其復(fù)合膜的基本結(jié)構(gòu)性能及過(guò)濾性能。首先,在課題組已有EVOH納米纖維制備基礎(chǔ)上,以聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)無(wú)紡布為基材,經(jīng)分散-成膜過(guò)程制備單位面積納米纖維質(zhì)量可控的EVOH納米纖維膜,對(duì)其結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行分析,結(jié)果表明:隨著單位面積納米纖維質(zhì)量增加,膜的孔隙率先增加后趨于穩(wěn)定;接觸角減小,親水性改善;孔徑減小且分布變窄;力學(xué)性能增強(qiáng);水通量逐漸降低,但仍處于一個(gè)較高水平,且均高于參照膜。單位面積納米纖維質(zhì)量為16 g·m-2時(shí),EVOH納米纖維膜對(duì)二氧化鈦(Ti O2)懸浮液的截留率可達(dá)99%以上,且在低壓過(guò)濾條件下?lián)碛懈哌^(guò)濾通量。其次,在EVOH納米纖維膜表面涂覆不同濃度的殼聚糖(CS)溶液制備CS/EVOH納米纖維復(fù)合膜,當(dāng)CS溶液濃度為1.5 wt%時(shí),可在納米纖維膜表面形成一層完整的超薄CS涂層,進(jìn)一步增加溶液濃度,CS涂層厚度增加。與EVOH納米纖維膜相比,復(fù)合膜的孔徑明顯減小,孔徑分布變窄;力學(xué)性能有效提升;水通量大幅降低,增大壓力可提高復(fù)合膜水通量,但提高幅度有限。復(fù)合膜對(duì)油水乳液過(guò)濾效果顯著,截留率均在90%以上;CS涂覆液濃度為2 wt%,膜干燥溫度為50°C時(shí)所制備復(fù)合膜對(duì)油水乳液過(guò)濾性能最佳,截留率可達(dá)99.2%。隨著過(guò)濾進(jìn)行,復(fù)合膜過(guò)濾通量降低、過(guò)濾阻力增加,膜自身阻力和膜孔堵塞與吸附阻力為復(fù)合膜的主要過(guò)濾阻力。最后,在EVOH納米纖維膜表面沉積納米纖維素晶(NCC)制備N(xiāo)CC/EVOH納米纖維復(fù)合膜,沉積的NCC僅填充表層納米纖維間的空隙,不影響納米纖維層連續(xù)的孔結(jié)構(gòu)。隨著復(fù)合膜中NCC含量增加,膜的親水性明顯改善;孔徑減小且孔徑分布更加集中;力學(xué)性能也略有提升;水通量降低并逐漸趨于穩(wěn)定,一定范圍內(nèi),增大壓力可有效提高復(fù)合膜水通量。NCC/EVOH納米纖維復(fù)合膜對(duì)油水乳液的截留率均在90%以上,最高可達(dá)99.5%,遠(yuǎn)高于EVOH納米纖維膜和參照膜。隨著過(guò)濾時(shí)間延長(zhǎng),復(fù)合膜的過(guò)濾通量下降、過(guò)濾阻力增加,沉積層阻力是復(fù)合膜的主要過(guò)濾阻力,可通過(guò)及時(shí)清洗減少膜污染、提高過(guò)濾通量。與涂覆法相比,沉積法制備的復(fù)合膜親水性更好,對(duì)油水乳液過(guò)濾性能更佳,在實(shí)際使用時(shí)具有更高的過(guò)濾效率。
【關(guān)鍵詞】：EVOH 納米纖維膜 孔徑分布 水通量 過(guò)濾性能
【學(xué)位授予單位】：東華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TQ051.893
【目錄】：

• 摘要6-8
• abstract8-12
• 第一章 緒論12-23
• 1.1 引言12
• 1.2 膜分離技術(shù)12-14
• 1.2.1 膜分離技術(shù)簡(jiǎn)介12-13
• 1.2.2 膜分離技術(shù)在水處理領(lǐng)域的應(yīng)用13-14
• 1.3 納米纖維研究進(jìn)展14-18
• 1.3.1 納米纖維簡(jiǎn)介14
• 1.3.2 納米纖維制備方法14-17
• 1.3.3 納米纖維應(yīng)用領(lǐng)域17-18
• 1.4 納米纖維膜在液體過(guò)濾領(lǐng)域的應(yīng)用研究進(jìn)展18-21
• 1.4.1 納米纖維濾膜18-19
• 1.4.2 納米纖維基復(fù)合濾膜19-21
• 1.5 本課題研究?jī)?nèi)容與意義21-23
• 第二章 EVOH納米纖維膜制備和性能研究23-39
• 2.1 引言23
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分23-27
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料23-24
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器24
• 2.2.3 樣品制備24-25
• 2.2.4 測(cè)試與表征25-27
• 2.3 結(jié)果與討論27-38
• 2.3.1 EVOH納米纖維及納米纖維膜的形態(tài)結(jié)構(gòu)27-28
• 2.3.2 EVOH納米纖維膜的紅外分析28-29
• 2.3.3 EVOH納米纖維膜的孔隙率與接觸角29-30
• 2.3.4 EVOH納米纖維膜的比表面積30-31
• 2.3.5 EVOH納米纖維膜的孔徑及分布31-33
• 2.3.6 EVOH納米纖維膜的力學(xué)性能33-34
• 2.3.7 EVOH納米纖維膜的水通量34-35
• 2.3.8 EVOH納米纖維膜過(guò)濾TiO2懸浮液35-38
• 2.4 本章小結(jié)38-39
• 第三章 CS/EVOH納米纖維復(fù)合膜制備和性能研究39-55
• 3.1 引言39
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分39-42
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)材料39-40
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器40
• 3.2.3 樣品制備40
• 3.2.4 測(cè)試與表征40-42
• 3.3 結(jié)果與討論42-54
• 3.3.1 CS/EVOH納米纖維復(fù)合膜的形態(tài)結(jié)構(gòu)42-44
• 3.3.2 CS/EVOH納米纖維復(fù)合膜的紅外光譜44
• 3.3.3 CS/EVOH納米纖維復(fù)合膜的接觸角44-46
• 3.3.4 CS/EVOH納米纖維復(fù)合膜的孔徑及孔徑分布46
• 3.3.5 CS/EVOH納米纖維復(fù)合膜的力學(xué)性能46-47
• 3.3.6 CS/EVOH納米纖維復(fù)合膜的水通量47-48
• 3.3.7 CS/EVOH納米纖維復(fù)合膜過(guò)濾油水乳液48-53
• 3.3.8 CS/EVOH納米纖維復(fù)合膜的過(guò)濾阻力53-54
• 3.4 本章小結(jié)54-55
• 第四章 NCC/EVOH納米纖維復(fù)合膜制備和性能研究55-71
• 4.1 引言55
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分55-57
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)材料55-56
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器56
• 4.2.3 樣品制備56
• 4.2.4 測(cè)試與表征56-57
• 4.3 結(jié)果與討論57-69
• 4.3.1 NCC/EVOH納米纖維復(fù)合膜的形態(tài)結(jié)構(gòu)57-59
• 4.3.2 NCC/EVOH納米纖維復(fù)合膜的紅外光譜59-60
• 4.3.3 NCC/EVOH納米纖維復(fù)合膜的接觸角60-61
• 4.3.4 NCC/EVOH納米纖維復(fù)合膜的孔徑及孔徑分布61-62
• 4.3.5 NCC/EVOH納米纖維復(fù)合膜的力學(xué)性能62-63
• 4.3.6 NCC/EVOH納米纖維復(fù)合膜的水通量63-64
• 4.3.7 NCC/EVOH納米纖維復(fù)合膜過(guò)濾油水乳液64-68
• 4.3.8 NCC/EVOH納米纖維復(fù)合膜的過(guò)濾阻力68-69
• 4.4 本章小結(jié)69-71
• 第五章 結(jié)論71-72
• 參考文獻(xiàn)72-80
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文目錄80-81
• 致謝81

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本文編號(hào)：1130811