【摘要】：以天然高分子海藻酸鈉為原料制備的自支撐海藻酸鈣水凝膠過濾膜(CaAlg)具有良好的染料截留性能,制備簡單,且成膜條件溫和。但CaAlg過濾膜存在力學(xué)性能差、在鹽溶液中易溶脹等缺陷。為了改善純CaAlg水凝膠過濾膜的這些缺點(diǎn),本文以海藻酸鈉為成膜基材,在鑄膜液中添加羧化多壁碳納米管和氧化石墨烯,使鈣離子與無機(jī)納米粒子和海藻酸鈉的羧基交聯(lián),制備了 CaAlg基復(fù)合水凝膠過濾膜,并將其應(yīng)用于染料的脫鹽。研究工作主要分為以下兩個(gè)方面:(1)以天然高分子海藻酸鈉為成膜基材,采用CaC12溶液作為交聯(lián)劑,不加致孔劑制備了羧基化多壁碳納米管/海藻酸鈣(CMWCNT/CaAlg)復(fù)合水凝膠過濾膜,并將其應(yīng)用于染料脫鹽研究。通過掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、傅里葉紅外光譜(FTIR)和熱重分析(TG)等方法對復(fù)合膜的化學(xué)結(jié)構(gòu)、表面形貌、熱穩(wěn)定性能進(jìn)行表征,研究了復(fù)合膜的力學(xué)穩(wěn)定性、溶脹性能以及抗污染性,并考察染料濃度、溫度、操作壓力、pH值、染料類型、鹽濃度對CMWCNT/CaAlg復(fù)合膜染料脫鹽過程中染料截留性能的影響。結(jié)果表明,該復(fù)合膜具有良好的力學(xué)性能和抗污染性能。在CMWCNT含量為海藻酸鈉質(zhì)量的1%時(shí),復(fù)合膜對考馬斯亮藍(lán)G250的截留率接近100%,而對NaCl幾乎沒有截留。但在處理溫度較高時(shí)復(fù)合膜的穩(wěn)定性較差,因此在隨后的章節(jié)中討論了用氧化石墨烯(GO)和海藻酸鈉混合制備CaAlg基復(fù)合水凝膠過濾膜。(2)在以海藻酸鈉為成膜基材的鑄膜液中添加氧化石墨烯(GO),制備了氧化石墨烯/海藻酸鈣(GO/CaAlg)復(fù)合水凝膠過濾膜。通過SEM、TEM、FTIR、TG等方法對復(fù)合膜進(jìn)行表征,研究了復(fù)合膜的力學(xué)穩(wěn)定性、溶脹性能以及抗污染性,并考察染料濃度、溫度、操作壓力、pH、染料類型、鹽濃度對GO/CaAlg復(fù)合膜染料脫鹽過程中染料截留性能的影響。結(jié)果表明,制備復(fù)合膜的最優(yōu)組分配比為:GO/NaAlg:1～2%,NaAlg:2.5%.復(fù)合膜不僅表現(xiàn)出優(yōu)良的抗污染性能、力學(xué)性能及染料截留性能,而且還表現(xiàn)出良好的熱穩(wěn)定性和染料脫鹽性能。該復(fù)合膜在染料深度脫鹽領(lǐng)域有較好的應(yīng)用前景。
【學(xué)位授予單位】：天津工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TQ051.893
【圖文】：

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（ａ）邐（ｂ）逡逑圖１－２碳納米管結(jié)構(gòu)示意圖（ａ）多壁碳納米管；（ｂ）單壁碳納米管逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－２邋ｃａｒｂｏｎ邋ｎａｎｏｔｕｂｅ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｄｉａｇｒａｍ邋（ａ）邋ｍｕｌｔｉ－ｗａｌｌｅｄ邋ｃａｒｂｏｎ邋ｎａｎｏｔｕｂｅｓ；邋（ｂ）逡逑ｓｉｎｇｌｅ－ｗａｌｌｅｄ邋ｃａｒｂｏｎ邋ｎａｎｏｔｕｂｅｓ逡逑４逡逑

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本文編號：2734265