本論文以聚砜(PSF)為成膜主材料,分別加入聚全氟乙丙烯(FEP)和氧化石墨烯(GO),制備了共混改性PSF/FEP疏水膜和PSF/GO中空纖維納濾膜,并分別應(yīng)用于油包水乳液分離和染料廢水脫鹽濃縮領(lǐng)域。通過非溶劑相轉(zhuǎn)化法(NIPS)成功制備了超疏水PSF/FEP復(fù)合膜,從膜形貌、粗糙度、接觸角、力學(xué)性能和通透性能等方面研究了 FEP含量對PSF/FEP膜結(jié)構(gòu)和性能的影響。結(jié)果表明,當(dāng)FEP含量為9 wt.%時,膜的表面粗糙度為0.712μm,水接觸角達(dá)到153.3°,表現(xiàn)出良好的超疏水性能。PSF/FEP復(fù)合膜用于油包水乳液分離實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明,PSF/FEP復(fù)合膜對煤油乳液和柴油乳液具有很高的分離效率,分別達(dá)99.79%和99.47%。通量和分離效率在10次循環(huán)后變化不大,表明PSF/FEP復(fù)合膜具有良好的抗污染性能。通過NIPS法一步成形制備了 PSF/GO中空纖維納濾膜,并研究了 GO含量對膜結(jié)構(gòu)和性能的影響。結(jié)果表明,GO的加入改善了 PSF/GO中空纖維納濾膜的親水性能、機(jī)械強(qiáng)度和通透性能。PSF/GO中空纖維納濾膜外表面作為選擇性功能層,較為密實(shí),具有良好的分離性能;而膜內(nèi)表面孔結(jié)構(gòu)則較為疏松,疏松的膜孔結(jié)構(gòu)降低了對水的阻力從而使得膜通量增加。當(dāng)GO含量為0.16wt.%時,PSF/GO中空纖維納濾膜的綜合性能較為優(yōu)異,因此選用M-2膜對剛果紅,直接黃24和酸性橙10三種染料進(jìn)行脫鹽濃縮實(shí)驗(yàn),在0.2 MPa操作壓力下通量分別為 95.4,98.7 和 101 L·m-2·h-1,截留率分別為 99.9%,99.8%和 78.5%。而 PSF/GO中空纖維納濾膜對無機(jī)鹽的截留率較低,可以很好的將染料廢水中染料和無機(jī)鹽進(jìn)行分離濃縮。
【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】：

圖１－２雙酚Ａ聚砜化學(xué)結(jié)構(gòu)式??Ｆｉｇ．?１－２?Ｂｉｓｐｈｅｎｏｌ?Ａ?ｔｙｐｅ?ｐｏｌｙｓｕｌｆｏｎｅ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??１．５．２聚砜膜的應(yīng)用??１．５．２．１生物醫(yī)藥領(lǐng)域??聚砜類分離膜具有毒性低、化學(xué)穩(wěn)定性好、血液相容性好等性能，被廣泛的??應(yīng)用于血漿分離、血液透析、蛋白質(zhì)吸收等領(lǐng)域。聚砜膜對血液有很好的透析效??果，可以降低患者免疫系統(tǒng)的損傷；同時聚砜膜也在蛋ａ質(zhì)的分離、疫苗和酶等??的提煉、分離、濃縮過程中有廣泛的應(yīng)用。在抗生素提取中，截留分子量為２００００??道爾頓的聚砜超濾膜可以很好地去除混合液中的多糖以及大分子蛋白，有利于抗??生素的提取。同時聚砜膜在中藥的提取中也發(fā)揮著重要的作用。??１．５．２．２燃料電池??近年來，質(zhì)子交換膜燃料電池因簡便、低溫、安全可靠、能量效率和能量密??

為１２０°１￥。根據(jù)Ｗｅｎｚｅｌｔ％等所述可知，表面粗糙度是制備超疏水膜的一個關(guān)鍵??因素。因此，在實(shí)驗(yàn)中，通過加入微納米顆粒的ＦＥＰ來增加膜的粗糙度，制備膜??的表面粗糙度大小以及圖像隨ＦＥＰ含量變化如圖２－２和２－３所示。膜Ｍ－１表面??粗糙度（Ｒａ）的平均值為０．３６０—；當(dāng)ＦＥＰ的含量是９?ｗｔ．％時，膜表面粗糙度??達(dá)到最大，為〇．７１２）＿ｉｍ。當(dāng)ＦＥＰ的含量繼續(xù)增加且高于ＰＳＦ的含量達(dá)到１２ｗｔ．％??時，膜表面的納米結(jié)構(gòu)被破壞，表面粗糙度降低。??１：｜?Ａ＂??１?－??？?０．５?？??２?■??Ｓ?／??ｒｏ?乂??Ｗ?０４?？??■??０．３??１?１?１?＇?？???０?３?６?９?１２??ＦＥＰ?Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ（ｗｔ．％）??圖２－２不同ＦＥＰ含量的ＰＳＦ／ＦＥＰ復(fù)合膜粗糙度大小??Ｆｉｇ．２－２?Ｍｅｍｂｒａｎｅ?ｓｕｒｆａｃｅ?ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ＰＳＦ／ＦＥＰ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ?ｍｅｍｂｒａｎｅｓ??ｗｉｔｈ?ｄｉｆｆｅｒｅｎ

ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ＦＥＰ?ｃｏｎｔｅｎｔｓ?（ａ）?Ｍ－１，?（ｂ）?Ｍ－２，?（ｃ）?Ｍ－３，?（ｄ）?Ｍ－４?ａｎｄ?（ｅ）?Ｍ－５??２．５．３力學(xué)性能??ＰＳＦ／ＦＥＰ復(fù)合膜的機(jī)械性能如圖２－４所示。當(dāng)不加入ＦＥＰ時，Ｍ－ｌ膜的斷裂??伸長率最大，達(dá)到２２．０６％，拉伸強(qiáng)度則較低。隨著ＦＥＰ含量的增加，膜的斷裂??伸長率和拉伸強(qiáng)度變化緩慢。是因?yàn)椋疲牛辛Ｗ雍停校樱浦g的親和力差，從而改??變了?ＰＳＦ的內(nèi)在結(jié)構(gòu)。當(dāng)ＦＥＰ的含量為９?ｗｔ．％時，ＰＳＦ／ＦＥＰ復(fù)合膜具有良好的??斷裂伸長率１１．１?％和最大的拉伸強(qiáng)度。主要原因是ＰＳＦ／ＦＥＰ復(fù)合膜形成了均勻??的孔結(jié)構(gòu)（圖２－１）。當(dāng)ＦＥＰ含量為１２?ｗｔ．％時，ＰＳＦ膜的基體結(jié)構(gòu)被破壞，導(dǎo)致??拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率明顯降低。??２２??
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本文編號：2857543