含油廢水已經對環(huán)境造成嚴重污染。聚合物膜可以在緩解用水緊張的壓力中發(fā)揮重要作用,但是膜的疏水性使得可重復使用性能降低,因此,提高親水性是解決這一問題的關鍵。仿生涂覆體系已經在各種材料的表面工程中得到廣泛研究和實施,以實現多功能化。多巴胺便是增強表面親水性的典型手段,盡管簡單和有效,仍存在一些固有的局限性,如成本高和限制條件多等。因此,本課題提出了兩種硅化仿多巴胺涂覆體系,采用紅外光譜（FTIR）、掃描電鏡（SEM）、X射線光電子能譜分析（XPS）等測試表征膜表面結構的變化,并通過多種測試系統(tǒng)表征了不同涂覆濃度和時間對膜的潤濕性能的影響,進一步探索了表面親水化改性對于膜油水分離性能的影響。以商業(yè)聚偏氟乙烯（PVDF）微濾膜為基材,仿照貽貝化學體系,采用鄰苯二酚（CA）和3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTES）對PVDF微濾膜進行涂覆,得到改性膜。結果表明,涂層得到了成功的制備,膜層也較為均勻;相比原PVDF膜,制得的改性膜在潤濕性能上有了明顯改善。以MF-C/A-0.1/0.6為例,具體表現在初始水接觸角由112°降低到35°,并在4 s內降低到0°;水通量升高到16000 L m

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

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【學位級別】：碩士

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超疏水/超親油性聚四氟乙烯膜圖示[8]

哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文-3-小的物質。一般來說，只有大小相差很大的分子才能被微孔膜有效分離。用于制作微濾膜的材料如圖1-1所示。圖1-1用于制作微濾膜的材料1.4油水分離膜概述傳統(tǒng)的分離技術大都屬于能源密集型，其耗能較大，如萃娶蒸餾等操作，而微濾膜的分離過程能耗較低、價廉環(huán)保、高效簡單，使其在含油廢水處理方面具有廣闊前景，可以用于油水乳液的處理，近年來已經逐漸成為研究熱點。江雷等人于2004年首次報道了在聚四氟乙烯基體材料上構造納米結構的粗糙表面，使得膜具有了超疏水性和超親油性[8]，這使其成為分離油和水的理想工具（如圖1-2所示）。圖1-2超疏水/超親油性聚四氟乙烯膜圖示[8]當前，油水混合乳液的分離是研究油水分離問題的核心，一般認為其機理是孔道篩分，也就是當乳液滴的尺寸大于膜孔時，就不能通過膜，以起到分離的作用[9]。油水分離膜的類型有多種，如超疏水/超親油膜，其對油的親和力較強；還有超親水/水下超疏油膜，其對水的親和力較強等。無機高分子膜陶瓷膜金屬膜有機高分子膜天然高分子合成膜有機高分子合成膜聚四氟乙烯（PTFE）聚偏氟乙烯（PVDF）聚丙烯（PP）聚酰胺（PA）聚碳酸酯（PC）微濾膜

離或者截留0.05-0.1μm至1.0μm的污染物，如油、細菌或者其它的一些懸浮物以降低水的懸濁度等。比如，Park[12]等人以0.22μm的PVDF微濾膜作為基材，用混凝-絮凝等方法進行預處理之后，對COD和含磷化合物的去除量顯著提高，而即便是只通過低濃度的臭氧化處理后，90%的染料也都能被去除，從而證明了這種方法可以對廢水重新利用提供理論指導。王振興[11]等人利用氟鈦酸銨在堿性條件下的水解，使得二氧化鈦在多巴胺涂層表面形成，從而使PVDF微濾膜獲得親水性，水通量高達7600m-2h-1bar-1，可高效分離油水乳液（如圖1-3所示）。圖1-3氟鈦酸銨堿性條件下水解改性的PVDF微濾膜的性能（a）原膜及改性前后的水通量（b）分離前油水乳液的光學顯微鏡圖（c）分離后油水乳液的光學顯微鏡圖[11]在超濾過程中，PVDF膜也被廣泛使用。目前的PVDF超濾膜主要是使用非溶劑致相分離法制備。Khayet[13]等人報道了用乙二醇（4、6、8wt%）、23wt%PVDF溶解在DMAc溶劑中制備的PVDF超濾中空纖維膜，Hester[14]等人用PMMA的主鏈和PEO的側鏈進行自組合制備了兩親聚合物，然后將其與PVDF超濾膜，結果顯示膜具有良好的抗牛血清蛋白（BSA可模擬蛋白廢水）性能。1.5.2.2膜接觸器膜接觸器是一種使兩相“保持接觸”的膜系統(tǒng)[15]。傳統(tǒng)的看法是膜在分離過程中只起到媒介的作用，但是，基于它們的選擇性，膜在膜接觸器中的兩相之間也可以作為一種障礙，通過擴散實現物料從一相向另一相的轉移。膜生物反應器（MBR）在深度除磷、除氮等應用中具有明顯的優(yōu)勢，相比傳統(tǒng)的活化污泥處理，這是一種有潛力的處理方法[16]，其分離處理效率更高并且操作簡單、條件容易控制。由于膜的類型取決于污染物的尺寸，因此一般而言，MBR過程中用到的膜為超濾膜或者微濾膜。例?

【參考文獻】：
期刊論文
[1]城市廢水處理技術研究[J]. 孫暉,申曉霞,周冬云,薛琦.  中國資源綜合利用. 2019(12)
[2]Fe3O4@SiO2介孔微球/PVDF超濾膜的制備與性能[J]. 趙健全,廖嬋娟,童華,王秋華,楊建.  水處理技術. 2018(07)
[3]含油廢水吸附處理技術研究進展[J]. 付永川,楊海蓉,張君,封麗.  應用化工. 2017(10)

碩士論文
[1]基于單寧酸改性的超親水/水下超疏油膜材料的制備及其油水分離性能的研究[D]. 姬勝強.南昌大學 2019
[2]單通道Janus膜的制備及其性能研究[D]. 閆琳琳.哈爾濱工業(yè)大學 2019
[3]仿生材料多巴胺對聚偏氟乙烯超濾膜改性的研究[D]. 常曉晶.哈爾濱工業(yè)大學 2014
[4]TiO2/GO納米材料的制備及其超濾膜的性能研究[D]. 劉洋.哈爾濱工業(yè)大學 2013



本文編號：3340754