在超疏水膜具有廣泛應(yīng)用的背景下,探索具有優(yōu)異性能且低成本的超疏水膜具有一定的應(yīng)用價值。聚丙烯中空纖維膜工藝較成熟,成本低。但是對于在真空膜蒸餾領(lǐng)域具有極好的應(yīng)用前景的具有三維立體結(jié)構(gòu)的超疏水中空纖維膜的制備的研究少有報道。本論文采用聚丙烯中空纖維膜為基體,探索一種操作簡單、成本較低的超疏水改性方法。以拓寬超疏水表面及聚丙烯中空纖維膜的應(yīng)用領(lǐng)域,加快膜蒸餾的工業(yè)化應(yīng)用。本文首先通過接枝的方法將硅氧烷接枝到聚丙烯上,然后采用浸漬涂覆結(jié)合相分離的方法在聚丙烯中空纖維膜表面形成具有一定粗糙度且多孔的聚丙烯涂層。使用十三氟辛基三乙氧基硅烷修飾涂覆后的聚丙烯中空纖維膜,從而在膜表面引入氟烷基基團。通過在膜表面引入氟元素以降低膜表面自由能。從而得到具有超疏水性的聚丙烯中空纖維膜。通過接觸角測量、SEM、原子力顯微鏡、FT-IR、XPS、等表征手段對制備的改性后的中空纖維膜進行表面疏水性、化學(xué)結(jié)構(gòu)、元素組成等的表征和形貌分析。研究發(fā)現(xiàn)氟烷基基團成功的引入到了膜表面上,同時膜表面的粗糙度得到提高,得到了超疏水聚丙烯中空纖維膜。討論了硅氧烷用量、涂覆次數(shù)、涂覆液濃度、修飾時間等對超疏水聚丙烯中空纖維膜的制備的影響,從而確定改性條件。最后,利用改性后的超疏水膜進行真空膜蒸餾應(yīng)用的實驗。討論了料液溫度、料液濃度、真空度、長期運行等條件下超疏水中空纖維膜的通量、截留率、使用壽命的改變,以及與原膜性能的對比。測試結(jié)果表明改性后的超疏水聚丙烯中空纖維膜在膜蒸餾中具有比原膜更好的使用壽命,截留率較原膜也有所提高。
【學(xué)位單位】：天津工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TQ051.893
【部分圖文】：

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疏水膜??熱料液?｜冷流體??圖１－２直接接觸膜蒸餾??Ｆｉｇ?１－２?ｄｉｒｅｃｔ?ｃｏｎｔａｃｔ?ｍｅｍｂｒａｎｅ?ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ??（２）氣隙式膜蒸傭（Ａｉｒ?ｇａｐ?ｍｅｍｂｒａｎｅ?ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ，ＡＧＭＤ）??氣隙式膜蒸餾是以直接接觸式膜蒸餾為基礎(chǔ)加以改進形成的膜蒸餾方法。主??要改變是其在膜與冷側(cè)之間附加一個充滿氣體的氣隙。膜蒸餾過程中蒸汽分子先??穿過膜孔，到達氣隙，最后在冷凝面上冷凝。氣隙式膜蒸餾與直接接觸式膜蒸餾??相比提高了熱效率，但是由于氣隙的存在增加了擴散路徑，導(dǎo)致了傳質(zhì)阻力增加，??降低了膜蒸餾通量，同時膜蒸餾設(shè)備的結(jié)構(gòu)也更為復(fù)雜。??＂｜空氣層??：霸涵；?＜漏??１１＾?〇：；?ＷＵ??〇?ｍｍ?ｇ??議題＇?蒸汽??Ｐ釋??熱料液￣?１冷卻療??產(chǎn)水?一??圖１－３空氣隙膜蒸餾??Ｆｉｇｌ－３?ａｉｒ?ｇａｐ?ｍｅｍｂｒａｎｅ?ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ??４??

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本文編號：2842814