正滲透是一項極有潛力的膜分離技術(shù),它具有能源消耗低、分離效率高且分離范圍廣、膜污染趨勢低以及產(chǎn)水率高等優(yōu)越的性能,因而在海水淡化、食品濃縮、工業(yè)廢水處理、發(fā)電、藥物控制釋放等工業(yè)實用領域有著廣闊的發(fā)展空間。而納米纖維膜由于其內(nèi)部聯(lián)通的孔結(jié)構(gòu)、較低的彎曲度和較大的孔隙率,這些結(jié)構(gòu)特性極其適合作為正滲透膜的支撐層,人們通過實驗用納米纖維膜為支撐層所制備的正滲透膜普遍獲得了很低的結(jié)構(gòu)系數(shù)和較高的水通量。為了解決納米纖維膜機械性能差表面粗糙度高等問題,本課題探究了一系列的方案對聚丙烯腈(PAN)納米纖維膜進行表面改性和結(jié)構(gòu)設計,首先對PAN納米纖維膜進行表面親水改性,隨后在納米纖維膜的基礎上組裝一層殼聚糖(CS)過渡層,并對所得到的膜進行了一系列的測試和表征。通過對所制備的疏水性納米纖維膜進行表面改性以及工藝參數(shù)的調(diào)整,我們發(fā)現(xiàn),當水解時間為30min時,水解反應主要發(fā)生在纖維的表層,納米纖維膜機械性能基本維持在原來的水平,且纖維表面已經(jīng)基本達到完全水解,納米纖維膜表面的接觸角從95°下降到11°,而拉伸斷裂強度僅從7.5MPa下降到6.4MPa。實現(xiàn)了在基本不損失機械性能的條件下完成了納米纖... 

【文章來源】：天津工業(yè)大學天津市

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－１實驗用正滲透裝置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖??

在陰涼處靜止脫泡１２小時后用注射器吸�。保埃恚欤缓箝_始準備靜電紡絲。??３．２．２靜電紡絲??圖３－１即為所用的靜電紡絲試驗裝置結(jié)構(gòu)圖，紡絲系統(tǒng)主要由注射器、金屬??針頭、接收滾筒、推進裝置和高壓裝置幾部分組成。高壓裝置的正極連接針頭，??負極連接接收滾筒，注射器的推進速度由推進裝置控制。啟動推進裝置和高壓裝??置后，推進裝置以１．５ｍｌ／ｈ的速度推動注射器，緩慢地將紡絲液通過針頭擠出，??被擠出的紡絲液在高壓電場的作用下分散成紡錘狀的纖維絲朿，同時紡絲液中的??溶劑迅速揮發(fā)，聚合物在電場的牽伸作用下形成納米纖維并由另一側(cè)旋轉(zhuǎn)的滾筒??接收形成致密的均勻的納米纖維網(wǎng)。??接收滾筒??雌??Ｐ???ｖ?????腿裝置?高壓電源??圖３－丨實驗用靜電紡絲裝置結(jié)構(gòu)示意圖??在紡絲過程中，金屬針頭和接收裝置之間的距離為１５ｃｍ，所用的電壓為??２０ｋＶ。所有紡絲過程均在２５°Ｃ、相對濕度３０％的密閉環(huán)境中進行。紡絲結(jié)束后，??將所紡的納米纖維膜置于６０°Ｃ的真空烘箱內(nèi)

一ａ，ｍｎ配制成ｌｍｏｌ／Ｌ的ＮａＯＨ水溶液。將配好的ＮａＯＨ溶液裝在１Ｌ的玻璃燒杯中在??水浴鍋中加熱至５５°Ｃ后放入干燥的ＰＡＮ納米纖維膜恒溫加熱，在ＰＡＮ分子上接??枝含氧官能團，使原本疏水的ＰＡＮ納米纖維膜具有較好的親水性，從而可以更??好的與殼聚糖鑄膜液相浸潤。將ＰＡＮ納米纖維膜分成三組經(jīng)過不同的熱處理時?．??間，加熱處理時間分別為ｌＯｍｉｎ、３０ｍｉｒ｜、６０ｍｉｎ，將水解之＇后的納米纖維膜用去??離子水清洗，直到膜表面呈中性，并在陰涼通風處晾干以備實驗測試使用。??３．３?ＰＡＮ納米纖維膜的性能表征??圖３－２給出了靜電紡絲所制備的ＰＡＮ納米纖維膜的表面形貌圖以及直徑分??布圖。圖３－２Ａ為納米纖維膜表面的ＳＥＭ形貌圖，從圖中可看出，通過靜電紡??絲法成功的制備了連續(xù)、均勻且無序分布的納米纖維膜。圖３－２Ｂ為納米纖維膜??的直徑分布圖，獲得方法是通過Ｉｍａｇｅ．丨軟件隨機選取１００處不同的位置量取纖??維直徑并統(tǒng)計數(shù)據(jù)。從圖中可看出納米纖維的直徑主要分布在１８０ｉｉｍ？２４０ｎｍ的??范圍內(nèi)，經(jīng)計算得到納米纖維的平均直徑為２３０ｎｍ。???—??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]正滲透應急水袋膜材料制備[J]. 李春霞,趙寶龍,宋健峰,李雪梅,何濤.  科技導報. 2015(14)
[2]納米纖維制備及其應用研究[J]. 陳觀福壽.  新材料產(chǎn)業(yè). 2011(04)
[3]靜電紡絲納米纖維薄膜的應用進展[J]. 李蒙蒙,朱瑛,仰大勇,蔣興宇,馬宏偉.  高分子通報. 2010(09)
[4]靜電紡絲工藝與裝置的研究進展[J]. 薛花,熊杰,李妮,劉冠峰.  現(xiàn)代紡織技術(shù). 2010(02)
[5]靜電紡絲工藝參數(shù)對纖維直徑影響的研究:實驗及數(shù)值模擬[J]. 肖婉紅,曾泳春.  東華大學學報(自然科學版). 2009(06)
[6]不同分子量殼聚糖膜性質(zhì)的研究[J]. 姚子昂,韓寶芹,劉萬順,王文正,玄龍德.  中國生物醫(yī)學工程學報. 2002(03)



本文編號：2940763