聚苯硫醚膜親水改性及性能研究
發(fā)布時間:2021-08-02 00:52
膜分離技術(shù)是一種簡便,節(jié)能,高效的分離技術(shù)并且被廣泛的應用在很多領(lǐng)域。然而,在強酸、強堿、極性溶劑等極端條件下常規(guī)材料的膜結(jié)構(gòu)很容易被破壞。聚苯硫醚(PPS)具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性及耐酸堿和耐溶劑性能,有望成為一種新的膜分離材料。PPS膜本身具有疏水性,在水處理過程中很容易被污染,這嚴重阻礙了 PPS膜的大規(guī)模應用。為提高PPS膜的親水性及抗污染性能,需要對PPS膜進行親水化改性,以提高膜的潤濕性能、抗污染性能以及對染料、金屬離子的截留性能。首先,選用聚多巴胺(PDA)和聚乙烯亞胺(PEI)對PPS膜進行表面改性,探索不同改性時間對PPS膜性能的影響。通過測定膜的滲透通量和截留率解析改性PPS膜的分離性能。利用PEI和PDA發(fā)生邁克爾加成或席夫堿交聯(lián)反應,制備了 PDA/PEI改性PPS膜,該膜具有較好的耐酸堿性。通過改性膜和未改性膜對染料甲基藍(MB)和羅丹明B(RhB)截留性能的研究發(fā)現(xiàn)PDA/PEI改性PPS膜對染料具有較高的截留性能(>99.0%)。在180 min的過濾中,改性膜對染料MB和RhB仍然保持較高的截留性,并且在染料RhB的過濾過程中可以重復過濾至少3次,而且通...
【文章來源】:天津工業(yè)大學天津市
【文章頁數(shù)】:76 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-2PVDF膜親水化改性示意圖[31]??表面涂覆改性是指通過浸泡、旋涂或澆鑄的方法在膜表面引入相應改性劑,??
逐漸遷移到分離膜表面:而對于非極性疏水鏈段,其可被與其共價相連的??親水鏈段牽引到膜的表面,這個過程被稱為強制表面偏析作用。強制偏析過程示??意圖如圖1-4所示。??總之,共混兩親嵌段共聚物親水改性在改善膜表面的抗污性能等方面具有很??多的優(yōu)點,如原位改性,改性效果可靈活調(diào)控、可實現(xiàn)膜表面和膜孔的三維改性。??但是該方法同時也具有一些缺點,例如適合的表而偏析試劑種類較少且合成過程??復雜;有些兩親性改性劑與膜材料往往相容性較差|49]。??PES/F127-b-PDMSn??,一;T#?y??之W?W氣>??^?Coagulation?、??V?j??m?|l??*—^?'??PES?PPO?PEO?PDMS??matrix?segment?segment?segment??圖1?>4膜制備過程中的強制表面偏析過程示意圖%??(3)無機納米顆粒??由于共混納米粒子方法簡單,利用無機納米顆粒作為添加劑對分離膜進行改??性以提高膜的親水性、水通量和抗污染性的研究也逐漸受到重視^511。很多納米??顆粒具有特殊的功能性,例如導電性、磁性、光學性質(zhì)、以及熱穩(wěn)定性等,可以??用來提高膜的性能及賦予膜特殊的功能性H53]。與表面涂覆、表面接枝以及共混??高分子相比,共混無機納米顆粒可以有效地提高PVDF膜的機械性能^1。納米顆??粒在膜基體內(nèi)部的均勻分散性是該研究的重點。常用的無機納米顆粒有LiCl[55]、??Ti02【56]、SiO#7]、改性蒙脫土I58】和氧化石墨烯[5_等。添加Ti02納米顆粒后的??改性膜
生協(xié)同作用。Chang等M人制備了含有氧化石墨烯的不對稱PVDF復合超濾膜。??結(jié)果表明了?GO與PVP的協(xié)同作用增強了表面親水性和防污性能。協(xié)同作用如??圖1-5所示。水溶性高分子PVP,其表面含有大量的酮基,因此可以與GO表面??的羥基產(chǎn)生氫鍵作用。??7馨.^。奋??二.‘暴??COOsI?C?O?H?r???????丄、;t?丫足?t?1??r..-.七-?????-一?-兌??Ll-?-?嚴:rJ.-.、,?產(chǎn)么??乂..-..、—.?1?丫??丄乂?:L,丄'?:____,,九??產(chǎn)J????Y?/?C<K>il?COOlt??7?pvp??j人一w??圖1-5?PVDF成膜過程中GO與PVP的協(xié)同作用示意圖^??雖然共混無機納米粒子的方法操作簡單,但是由于許多的納米粒子被包埋在??膜的主體內(nèi)部,所以納米粒子共混方法對膜的親水性改善效果非常育限。另一方??面在膜表面組裝或者沉積納米粒子的方法雖然可以大幅度提高膜的潤濕性能,但??是納米粒子和膜表面的結(jié)合力不強,很容易從膜表面脫落,并且也會造成一部分??的膜孔堵塞現(xiàn)象。??上面介紹了膜親水化改性的不同方法
【參考文獻】:
期刊論文
[1]“枝干”結(jié)構(gòu)碳納米管/殼聚糖纖維膜的制備及其對染料廢水的過濾[J]. 吳騰飛,李顯華,王利媛,騰堃玥,徐志偉. 天津紡織科技. 2016(01)
[2]印染廢水處理技術(shù)的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢[J]. 馬萬征,李忠芳,王艷,謝越,鄒海明,馬萬敏. 應用化工. 2012(12)
[3]高級氧化技術(shù)在紡織印染廢水處理中的應用[J]. 范榮桂,黃大青,方遼衛(wèi),白永新,梁紅星. 安全與環(huán)境工程. 2011(02)
[4]活性染料染色廢水反滲透膜法處理試驗研究[J]. 劉梅紅,朱碧文,成堅. 水處理技術(shù). 2009(03)
[5]膜法水處理技術(shù)與傳統(tǒng)方法的比較[J]. 楊彬,樊貴盛,梁鎮(zhèn)海. 太原理工大學學報. 2004(02)
[6]超濾膜的改性研究及應用[J]. 陸曉峰,卞曉鍇. 膜科學與技術(shù). 2003(04)
[7]印染廢水處理技術(shù)進展[J]. 明銀安,陸曉華. 工業(yè)安全與環(huán)保. 2003(08)
[8]膜生物反應器中的膜污染問題[J]. 殷峻,陳英旭. 環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備. 2001(03)
[9]用超濾回收印染廢水中的士林染料[J]. 姜安璽,郭維華. 環(huán)境保護科學. 1984(03)
博士論文
[1]靜電紡聚砜纖維膜的改性處理及對染料的過濾性能研究[D]. 劉雷艮.蘇州大學 2013
碩士論文
[1]荷正電中空纖維納濾膜的制備及其在染料純化工藝上的應用[D]. 王松雪.浙江工業(yè)大學 2015
本文編號:3316557
【文章來源】:天津工業(yè)大學天津市
【文章頁數(shù)】:76 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-2PVDF膜親水化改性示意圖[31]??表面涂覆改性是指通過浸泡、旋涂或澆鑄的方法在膜表面引入相應改性劑,??
逐漸遷移到分離膜表面:而對于非極性疏水鏈段,其可被與其共價相連的??親水鏈段牽引到膜的表面,這個過程被稱為強制表面偏析作用。強制偏析過程示??意圖如圖1-4所示。??總之,共混兩親嵌段共聚物親水改性在改善膜表面的抗污性能等方面具有很??多的優(yōu)點,如原位改性,改性效果可靈活調(diào)控、可實現(xiàn)膜表面和膜孔的三維改性。??但是該方法同時也具有一些缺點,例如適合的表而偏析試劑種類較少且合成過程??復雜;有些兩親性改性劑與膜材料往往相容性較差|49]。??PES/F127-b-PDMSn??,一;T#?y??之W?W氣>??^?Coagulation?、??V?j??m?|l??*—^?'??PES?PPO?PEO?PDMS??matrix?segment?segment?segment??圖1?>4膜制備過程中的強制表面偏析過程示意圖%??(3)無機納米顆粒??由于共混納米粒子方法簡單,利用無機納米顆粒作為添加劑對分離膜進行改??性以提高膜的親水性、水通量和抗污染性的研究也逐漸受到重視^511。很多納米??顆粒具有特殊的功能性,例如導電性、磁性、光學性質(zhì)、以及熱穩(wěn)定性等,可以??用來提高膜的性能及賦予膜特殊的功能性H53]。與表面涂覆、表面接枝以及共混??高分子相比,共混無機納米顆粒可以有效地提高PVDF膜的機械性能^1。納米顆??粒在膜基體內(nèi)部的均勻分散性是該研究的重點。常用的無機納米顆粒有LiCl[55]、??Ti02【56]、SiO#7]、改性蒙脫土I58】和氧化石墨烯[5_等。添加Ti02納米顆粒后的??改性膜
生協(xié)同作用。Chang等M人制備了含有氧化石墨烯的不對稱PVDF復合超濾膜。??結(jié)果表明了?GO與PVP的協(xié)同作用增強了表面親水性和防污性能。協(xié)同作用如??圖1-5所示。水溶性高分子PVP,其表面含有大量的酮基,因此可以與GO表面??的羥基產(chǎn)生氫鍵作用。??7馨.^。奋??二.‘暴??COOsI?C?O?H?r???????丄、;t?丫足?t?1??r..-.七-?????-一?-兌??Ll-?-?嚴:rJ.-.、,?產(chǎn)么??乂..-..、—.?1?丫??丄乂?:L,丄'?:____,,九??產(chǎn)J????Y?/?C<K>il?COOlt??7?pvp??j人一w??圖1-5?PVDF成膜過程中GO與PVP的協(xié)同作用示意圖^??雖然共混無機納米粒子的方法操作簡單,但是由于許多的納米粒子被包埋在??膜的主體內(nèi)部,所以納米粒子共混方法對膜的親水性改善效果非常育限。另一方??面在膜表面組裝或者沉積納米粒子的方法雖然可以大幅度提高膜的潤濕性能,但??是納米粒子和膜表面的結(jié)合力不強,很容易從膜表面脫落,并且也會造成一部分??的膜孔堵塞現(xiàn)象。??上面介紹了膜親水化改性的不同方法
【參考文獻】:
期刊論文
[1]“枝干”結(jié)構(gòu)碳納米管/殼聚糖纖維膜的制備及其對染料廢水的過濾[J]. 吳騰飛,李顯華,王利媛,騰堃玥,徐志偉. 天津紡織科技. 2016(01)
[2]印染廢水處理技術(shù)的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢[J]. 馬萬征,李忠芳,王艷,謝越,鄒海明,馬萬敏. 應用化工. 2012(12)
[3]高級氧化技術(shù)在紡織印染廢水處理中的應用[J]. 范榮桂,黃大青,方遼衛(wèi),白永新,梁紅星. 安全與環(huán)境工程. 2011(02)
[4]活性染料染色廢水反滲透膜法處理試驗研究[J]. 劉梅紅,朱碧文,成堅. 水處理技術(shù). 2009(03)
[5]膜法水處理技術(shù)與傳統(tǒng)方法的比較[J]. 楊彬,樊貴盛,梁鎮(zhèn)海. 太原理工大學學報. 2004(02)
[6]超濾膜的改性研究及應用[J]. 陸曉峰,卞曉鍇. 膜科學與技術(shù). 2003(04)
[7]印染廢水處理技術(shù)進展[J]. 明銀安,陸曉華. 工業(yè)安全與環(huán)保. 2003(08)
[8]膜生物反應器中的膜污染問題[J]. 殷峻,陳英旭. 環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備. 2001(03)
[9]用超濾回收印染廢水中的士林染料[J]. 姜安璽,郭維華. 環(huán)境保護科學. 1984(03)
博士論文
[1]靜電紡聚砜纖維膜的改性處理及對染料的過濾性能研究[D]. 劉雷艮.蘇州大學 2013
碩士論文
[1]荷正電中空纖維納濾膜的制備及其在染料純化工藝上的應用[D]. 王松雪.浙江工業(yè)大學 2015
本文編號:3316557
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