本文選題：超濾膜 + 醋酸纖維素　； 參考：《北京理工大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：超濾技術(shù)是節(jié)能、高效、綠色的新型分離技術(shù),被廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的分離、提純和濃縮。但是,在超濾過程中出現(xiàn)的膜污染現(xiàn)象易導(dǎo)致通量下降,分離性能劣化。通過對超濾膜進(jìn)行親水性改性可以有效的提高膜的抗污染性能。本論文以醋酸纖維素(CA)為制膜材料,分別以PVP-b-PMMA-b-PVP、納米纖維素晶須(CNW)和鄰苯二甲�；瘹ぞ厶�(NPHCs)等不同類型的親水性物質(zhì)為改性材料,采用浸沒沉淀相轉(zhuǎn)化法制備復(fù)合超濾膜。討論了改性材料對共混膜性能產(chǎn)生的影響,探究膜的親水性能、抗污染性能、力學(xué)性能以及熱穩(wěn)定性的改善情況。為提高CA膜的純水通量及親水性加入了兩親性嵌段共聚物PVP-b-PMMA-b-PVP,并對所制備的膜進(jìn)行了表征及性能測試。結(jié)果表明,共混膜的孔徑尺寸及表面粗糙度較純CA超濾膜有所增加,且隨著PVP-b-PMMA-b-PVP共聚物分子量或疏水鏈段的減小,孔徑增大,粗糙度增加。由于親水性鏈段PVP在膜表面的富集,共混膜的親水性提高,接觸角減小,純水通量大幅提高,蛋白質(zhì)截留率有所下降,但水通量恢復(fù)率提高,抗污染性能改善。采用親水性的納米纖維素晶須(CNW)改性醋酸纖維素超濾膜。CA/CNW共混超濾膜在純水通量、含水量、孔隙率等方面有了大幅提高;共混膜的膜孔徑尺寸增大,表面粗糙度增加。但是,膜孔徑的大小及表面粗糙度隨著CNW添加量的增加呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢。CA超濾膜的純水通量由34.84 L·m-2 h-1提高至233.45 L·m-2 h-1,同時保持較高的蛋白質(zhì)截留率。共混膜的親水性提高,水通量恢復(fù)率從56.00%提高至96.73%,有效改善了CA超濾膜的抗污染性能。同時,共混膜的力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性能增強(qiáng)。制備可溶于有機(jī)溶劑的NPHCs作為改性材料,并通過相轉(zhuǎn)化法制備了CA/NPHCs共混超濾膜。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),改性后的CA超濾膜大孔徑結(jié)構(gòu)增多,孔隙率增加,純水通量增大,操作效率提高。同時,隨著NPHCs和PEG600的加入,超濾膜的親水性增加,水通量恢復(fù)率逐步提高,NPHCs可作為CA膜的有效改性材料。
[Abstract]:Ultrafiltration (UF) is a new energy-saving, efficient and green separation technology, which is widely used in the industrial field of separation, purification and concentration. However, membrane fouling in ultrafiltration process leads to flux decline and separation performance deterioration. The hydrophilic modification of ultrafiltration membrane can effectively improve the antifouling performance of the membrane. In this paper, the composite ultrafiltration membrane was prepared by immersion precipitation phase transformation method with different hydrophilic materials such as PVP-b-PMMA-b-PVP (nano-cellulose whisker CNW) and phthalic acylated chitosan (NPHCs) as membrane materials. The effects of the modified materials on the properties of the blend membranes were discussed. The hydrophilicity, antifouling, mechanical properties and thermal stability of the membranes were investigated. The amphiphilic block copolymer PVP-b-PMMA-b-PVP was added to improve the pure water flux and hydrophilicity of CA membrane. The results show that the pore size and surface roughness of the blend membrane increase with the decrease of molecular weight or hydrophobic chain segment of the PVP-b-PMMA-b-PVP copolymer, and the pore size increases and the roughness increases with the decrease of the molecular weight or hydrophobic chain segment of the PVP-b-PMMA-b-PVP copolymer. Because of the enrichment of hydrophilic PVP on the membrane surface, the hydrophilicity of the blend membrane increased, the contact angle decreased, the pure water flux increased significantly, the protein rejection rate decreased, but the water flux recovery rate increased and the anti-pollution performance improved. Cellulose acetate ultrafiltration membrane modified by hydrophilic nano-cellulose whisker (CNW). CA / / CNW blend ultrafiltration membrane has a significant increase in pure water flux, water content and porosity, and the pore size of the blend membrane increases and the surface roughness increases. However, the pore size and surface roughness of the membrane increased firstly and then decreased with the increase of CNW content. The pure water flux of CA ultrafiltration membrane increased from 34.84 L m -2 h -1 to 233.45 L m -2 h-1, while maintaining a high protein retention rate. The hydrophilicity of the blend membrane was improved, and the water flux recovery rate was increased from 56.00% to 96.73%, which effectively improved the anti-fouling performance of CA ultrafiltration membrane. At the same time, the mechanical properties and thermal stability of the blend film were enhanced. NPHCs, soluble in organic solvent, was prepared as modified material, and CA/NPHCs blend ultrafiltration membrane was prepared by phase inversion method. The experimental results show that the modified CA ultrafiltration membrane has more large pore structure, higher porosity, higher water flux and higher operating efficiency. At the same time, with the addition of NPHCs and PEG600, the hydrophilicity of ultrafiltration membrane increased, and the recovery rate of water flux increased gradually.
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TQ051.893

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本文編號：1786442