本論文在制備玻璃中空纖維膜前驅(qū)體的基礎(chǔ)上,探討了燒結(jié)溫度、酸處理時(shí)間對(duì)玻璃膜結(jié)構(gòu)的影響,同時(shí)研究了玻璃膜對(duì)染料廢水的分離性能。在實(shí)驗(yàn)室前期研究中發(fā)現(xiàn),不同粒徑的玻璃粉會(huì)顯著影響前驅(qū)體的微觀結(jié)構(gòu),進(jìn)而影響前驅(qū)體的性能。因此,為了制備具有非對(duì)稱孔結(jié)構(gòu)的玻璃中空纖維膜前驅(qū)體,本論文利用三種不同粒徑的玻璃粉配制了鑄膜液,然后通過相傳化法制備了前驅(qū)體。掃描電鏡（SEM）觀察發(fā)現(xiàn),玻璃粉平均粒徑越小,前驅(qū)體內(nèi)層指狀孔越明顯。當(dāng)玻璃粉平均粒徑從37μm下降到8μm時(shí),前驅(qū)體純水通量從1310 下降到 32L·m-2·h-1·bar-1。其次,我們?nèi)壑坪颓蚰ヒ欢ńM成的鈉-硼-硅玻璃制備玻璃粉,以DMAC為溶劑、PVDF為粘結(jié)劑制備了玻璃中空纖維膜。研究了燒結(jié)溫度對(duì)玻璃膜晶體結(jié)構(gòu)、表面接觸角、孔徑分布、孔容等性能的影響。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),當(dāng)燒結(jié)溫度為960℃～990℃時(shí),玻璃膜對(duì)剛果紅染料廢水的截留率超過了 95%,其純水通量為5.06～8.0L·m-2·h-1·bar-1。進(jìn)一步分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),玻璃膜分離剛果紅染料廢水的原理為篩分過程。在染料廢水處理領(lǐng)域,玻璃膜展現(xiàn)出了巨大潛力。最后,論文研究了酸瀝時(shí)間對(duì)玻... 

【文章來源】：天津工業(yè)大學(xué)天津市

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－１玻璃粉制備工藝流程圖??

用電磁粉碎機(jī)將玻璃塊破碎（粉碎時(shí)間３ｍｉｎ）。然后，將玻璃粉轉(zhuǎn)入１２０°Ｃ干燥??箱干燥６ｈ，使玻璃粉中的水分盡可能去除。再經(jīng)２００目篩篩分得到實(shí)驗(yàn)用玻璃??粉，其平均粒徑為３７ｐｍ，其過程如圖２－１所示。??１???１?－墀合￣冷卻、聊?干燥??二氧化硅一??圖２－１玻璃粉制備工藝流程圖??Ｆｉｇｕｒｅ?２－１?ｔｈｅ?ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｄｉａｇｉ＊ａｍ?ｏｆ?ｇｌａｓｓ?ｐｏｗｄｅｒ??２．２．２鑄膜液的配制??聚偏氟乙烯（ＰＶＤＦ）、Ｎ，Ｎ－二甲基乙酰胺（ＤＭＡＣ）和玻璃粉按質(zhì)量比為??９：４０：５１配制。先向ＤＭＡＣ中添加ＰＶＤＦ，待其完全洛解后，再緩慢的分批加入??玻璃粉，整個(gè)過程在６０°Ｃ水浴中，混合物在三口燒瓶?jī)?nèi)攪拌２４小時(shí)，使混合物??充分?jǐn)嚢栊纬删鶆蜩T膜液。然后將鑄膜液放置在真空箱內(nèi)，脫泡ｌＯｍｉｎ以除去鑄??膜液中的氣泡或者靜置數(shù)小時(shí)。??２．２．３紡絲過程??原絲制備采用干濕法，其過程如圖２－２。將鑄膜液倒入反應(yīng)釜后，同時(shí)對(duì)鑄??膜液進(jìn)行加熱，使鑄膜液溫度保持在６０°Ｃ左右，以盡可能地減少變量對(duì)實(shí)驗(yàn)的??影響。所有管路連接好后，檢查管路連接是否可靠。然后緩慢地打開高純液氮罐??閥門處于超低壓狀態(tài)

Ｎａ２０－Ｂ２０３－Ｓｉ０２系列玻璃是制備高純石英玻璃的基礎(chǔ)材料。在此系列玻璃??中，硼原子主要形成四配位結(jié)構(gòu)［Ｂ０４］，其空間機(jī)構(gòu)為四面體：同時(shí)，也有少量??的三配位結(jié)構(gòu)呈平面三角體［Ｂ０３］，未分相玻璃如圖３－１?（ａ）所示。Ｓｉ和Ｏ空間上??也形成四面體，這兩種四面體以Ｂ和Ｓｉ的共價(jià)鍵相連。因此，當(dāng)玻璃分相后，??兩種四面體從Ｂ－Ｓｉ處發(fā)生化學(xué)鍵斷裂。此時(shí)，Ｂ四面體幾乎完全消失，取而代??之的是［Ｂ０３］［４８＿５ｔ）］，如圖３－２（ｂ）所示。經(jīng)過酸處理后，多孔玻璃出現(xiàn)如圖３－３（ｃ）??所示多孔網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)。??玻璃分相機(jī)理主要分為成核－生長(zhǎng)機(jī)理和旋節(jié)分解理論。成核－生長(zhǎng)理論獲得??了?Ｈａｌｌｅｒ［５ｌ］等學(xué)者支持。Ｃａｈｎ［５２］等人發(fā)現(xiàn)了玻璃的旋節(jié)分解理論。Ｙａｚａｗａ％等??研宄了不同淬火速率對(duì)多孔玻璃性能的影響。通過測(cè)試淬火速率在１０？１０６Ｋ／ｓ間??的樣品發(fā)現(xiàn)，淬冷速率越小，多孔玻璃的孔容和比表面積越大。實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的孔??容和比表面積等的變化都能通過旋節(jié)分解理論給予完美解釋。??隨著玻璃分相理論獲得進(jìn)一步突破和完善。基于玻璃材料的性能特點(diǎn)，材料??應(yīng)用科學(xué)家開發(fā)了較多大孔玻璃［５４］。??．??

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3123269