發(fā)布時(shí)間：2021-03-30 17:15

　　納濾（Nanofiltration,NF）技術(shù)具有透水性好,操作壓力低以及對染料分子保持良好截留效果的優(yōu)點(diǎn),在飲用水生產(chǎn)、海水淡化和廢水處理等領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注。但是,傳統(tǒng)的納濾膜由于受到“Trade-Off”效應(yīng)的限制,無法在提高水通量的同時(shí)保持較高的選擇性。因此,開發(fā)新型膜材料并對復(fù)合膜進(jìn)行優(yōu)化,一直是科學(xué)家們的研究熱點(diǎn)。炔基碳材料（ACM）是一種新型碳基納米材料,主要由sp2雜化碳和sp1雜化碳組成,本身固有3-5 nm的均勻分布孔隙,由于其高孔隙率以及表面的超親水性,是高滲透性和選擇性膜的理想選擇。本研究首次以ACM為納米添加材料制備新型ACM復(fù)合納濾膜,并應(yīng)用于水處理,研究其對有機(jī)染料和腐殖酸（HA）的分離性能。本研究首先采用多巴胺（DA）對ACM進(jìn)行改性,通過真空輔助法在聚丙烯腈（PAN）基底上制備ACM-V復(fù)合膜。多巴胺在改性ACM的同時(shí)增強(qiáng)了復(fù)合膜的穩(wěn)定性。探討了不同炔碳材料、不同的聚合物基底對復(fù)合膜性能的影響,并確定了最優(yōu)的的制膜材料:ACM-5型炔碳材料和PAN基底。通過FTIR、XPS、SEM、AFM等手段對復(fù)合膜制備過程中的結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行分析表征,結(jié)合不同DA與AC... 

【文章來源】：北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２薄層復(fù)合膜的結(jié)構(gòu)示意圖??Ｆｉｇ．１－２?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｉｎ－ｆｉｌｍ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ?ｍｅｍｂｒａｎｅ??

聚合物多孔層的作用是降低透過液的傳質(zhì)阻力，從而提高ＴＦＣ膜??的水通量；底層的無紡布支撐層具有良好的機(jī)械強(qiáng)度，起到支撐作用，防止膜在壓力??驅(qū)動下?lián)p壞。與纖維素膜相比，ＴＦＣ膜的優(yōu)勢在于可以通過對每一層進(jìn)行獨(dú)立設(shè)計(jì)，??以在透水性、溶質(zhì)選擇性以及化學(xué)和熱穩(wěn)定性方面達(dá)到理想的膜分離性能ｔ２Ｇ］。目前，??ＴＦＣ膜被認(rèn)為是最受歡迎和最可靠的納濾膜材料，利用ＴＦＣ膜進(jìn)行水處理，其滲透??通量和水質(zhì)比起初提高了?１０倍以上［２１＿２２］。??ｚ超簿活性分離層??？＊＿?無紡布支撐層??圖１－２薄層復(fù)合膜的結(jié)構(gòu)示意圖??Ｆｉｇ．１－２?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｉｎ－ｆｉｌｍ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ?ｍｅｍｂｒａｎｅ??盡管納濾膜分離技術(shù)目前用于各種應(yīng)用中，但科學(xué)家們?nèi)栽谥铝τ趯ふ腋玫募{??濾膜材料�，F(xiàn)今大多數(shù)納濾膜是由有機(jī)高分子材料制備而成，有機(jī)高分子種類繁多，??可以提供多種結(jié)構(gòu)和性能，醋酸纖維素（ＣＡ）和硝酸纖維素聚砜（ＰＳＵ）?［２６］，??聚醚砜（ＰＥＳ）［２７］，聚丙烯腈（ＰＡＮ）?［２８－２９］，聚偏氟乙烯（ＰＶＤＦ）?［３Ｑ＿３１］，聚丙烯（ＰＰ），??聚乙烯醇（ＰＶＡ），聚四氟乙烯（ＰＴＦＥ）和聚酰亞胺（ＰＩ）代表了目前使用最廣泛的有??機(jī)納濾膜材料［３２］（圖１－３）。納濾膜也可以由無機(jī)膜材料制備而成，如陶瓷、碳基膜材??料、二硫化鉬（Ｍ〇Ｓ２）?［３３３、石墨碳氮化物（ｇ－Ｃ３Ｎ４）?［３４］和新型的二維過渡金屬碳／氮化??物（ＭＸｅｎｅ）?等。此外，納濾膜也可以通過有機(jī)無機(jī)雜化材料制備而成。??ＣＡ?〇ＡＣ?°?ＰＳＵ?Ｗ。切分??－＊?ｎ??－?Ｌ?｜?ｎ?Ｌ?」ｎ??ＰＥＳ

文???１．２．４新型炔碳復(fù)合納濾膜??１?＼??Ｃｔ－＞Ｃ＾Ｃ?＝?Ｃ－??？?＿〇＝〇?〇．〇＝〇＿??雜１，／???盧??ｚｃ＝＝弋?１?＂??＼?ｃ，＞＝ｒｎ?＞〇－６＾°??ＰＨＨＣｓ?Ｖ?？￣〇＾ｃ＝ｃ?ｗＷ、??（ｃｗｕ，?ｃ，）￣＜ａ?，令?＇＇〇、??ＣｔＣＩ６．ＣＭＨ４ＢｒＩ（））?１＝＝＝＝＝＾?、?，?？?Ｎ?，??一?％?？／?＼?／??Ｕｌ＿ＳＬ—ｇ｜－＿ｇｊ?／?＼?／?％??、?／?＼?／?＼??圖１－４新型炔基碳材料的合成路線??Ｆｉｇ．?１－４?Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ?ｒｏｕｔｅ?ｏｆ?ｎｅｗ?ａｌｋｙｎｙｌ?ｃａｒｂｏｎ?ｍａｔｅｒｉａｌｓ??炔基碳材料是一種新型碳同素異形體，受到越來越多的關(guān)注。其獨(dú)特的ＳＰ－ＳＰ２碳??原子，均勻的孔和高度７１共軛的結(jié)構(gòu)在諸如氣體分離，催化，水修復(fù)，濕度傳感器和??能源相關(guān)領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用中提供了潛在的應(yīng)用價(jià)值。Ｌｉ等［７５］人首次通過化學(xué)合成的方??法，利用六炔基苯在銅片表面的催化作用下發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng)，成功地在銅片表面上，合??成出炔碳薄膜。但生長在銅箔上的薄膜，不利于測試其膜分離性能。我們團(tuán)隊(duì)首次利??用電石為碳源，通過機(jī)械化學(xué)反應(yīng)成功合成炔基碳材料納米粉末，方便應(yīng)用到膜分離??領(lǐng)域％７７］。Ｌｉ等＾通過同樣方法制備了?丫－石墨塊，并通過系列表征證明Ｙ－石墨炔為單??晶納米片形貌，晶格常數(shù)為０．６９?ｎｍ，是一種帶隙能為２．５８?ｅｖ的Ｐ型半導(dǎo)體［７５］。炔基??碳材料作為一種新型的多孔碳材料，具有固有的均勻分布孔隙，由于其超親水性和高??孔隙率，也是高滲透性和選擇性膜的理想選擇。Ｚｈａｏ等通過共沉

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]超聲霧化噴涂工藝制備醋酸纖維素多孔膜[J]. 張曉琨,張曉晴,伍芳,趙媛媛,向勇.  電子元件與材料. 2018(10)
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博士論文
[1]基于多巴胺輔助共沉積技術(shù)的高性能復(fù)合納濾膜研究[D]. 呂嫣.浙江大學(xué) 2018
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碩士論文
[1]氧化石墨烯-聚乙烯亞胺復(fù)合超濾膜的制備、調(diào)控及分離性能研究[D]. 張麗娜.浙江大學(xué) 2019
[2]利用CaC2和多鹵代烴的機(jī)械化學(xué)反應(yīng)制備碳材料[D]. 劉慶楠.北京化工大學(xué) 2017
[3]可高效分離單糖與二糖的復(fù)合納濾膜的制備及研究[D]. 邢陽.北京化工大學(xué) 2015



本文編號：3109850