發(fā)布時間：2017-04-30 12:18

  本文關(guān)鍵詞：新型離子側(cè)鏈型抗污染聚醚砜超濾膜的制備及性能研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：我國是水資源貧乏的國家之一,人均水資源量只有2300立方米,僅為世界平均水平的1/4,水資源的合理開發(fā)和利用可以有效緩解水資源危機(jī),膜分離技術(shù),特別是超濾膜分離技術(shù),具有能耗低、無污染和高效性等諸多優(yōu)點,是一種能顯著提高水資源重復(fù)循環(huán)利用率的方法。在超濾膜的應(yīng)用過程中,由于污染物的存在,會造成膜污染,很大程度上限制了超濾膜的發(fā)展和應(yīng)用。因此,如何改善超濾膜的抗污染性能成了膜分離技術(shù)的一個研究熱點。聚芳醚類材料綜合性能優(yōu)異,是一種理想的膜材料。但是由于其聚合物骨架的疏水性,導(dǎo)致極易吸附蛋白質(zhì)等污染物造成膜的嚴(yán)重污染,極大地縮短了膜的使用周期,提高了使用成本。所以本論文選取了兩種不同的方法針對聚芳醚類材料進(jìn)行親水性改性,以期改善膜的綜合性能。首先,通過兩步反應(yīng)合成了脂肪族磺化雙氟單體,并合成了不同磺化度的聯(lián)苯型聚醚砜(SPPSU),通過FT-IR和1H NMR表征了單體和聚合物結(jié)構(gòu),通過DSC和TGA測試了系列SPPSU聚合物的熱性能,結(jié)果表明所制備的SPPSU都表現(xiàn)出了良好的熱性能,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度較PPSU有所提升,脂肪族磺酸基團(tuán)在200℃以下能穩(wěn)定存在。通過SEM觀察了SPPSU超濾膜的表面和斷面結(jié)構(gòu)。接觸角的測試說明隨著磺化度的增加,膜親水性增強(qiáng)。通過單次循環(huán)超濾實驗,結(jié)果表明SPPSU超濾膜的純水通量和蛋白質(zhì)溶液通量都比純PPSU膜高,蛋白質(zhì)的吸附量降低,水通量恢復(fù)率提高,說明SPPSU超濾膜抗污性能得到了明顯改善。但是過高的磺化度卻會導(dǎo)致膜的機(jī)械性能下降,甚至無法成膜。為了進(jìn)一步改善膜的分離性能和抗污性能,并保持膜的機(jī)械性能不變。通過兩步反應(yīng),合成了4-吡啶基對苯二酚,并且制備了帶有吡啶側(cè)基的PPSU-Py,再與過量1,3-丙烷磺酸內(nèi)酯反應(yīng),進(jìn)一步制備了側(cè)鏈帶兩性離子基團(tuán)的PPSU-PyPS,通過FT-IR和1H NMR表征了單體和聚合物結(jié)構(gòu),通過DSC和TGA測試了PPSU-PyPS聚合物的熱性能,表明PPSU-PyPS有著優(yōu)異的熱性能。將PPSU-PyPS與PPSU按照不同的質(zhì)量比制備了系列超濾膜,通過SEM觀察了膜表面和斷面的形貌,接觸角的測試發(fā)現(xiàn),隨著PPSU-PyPS含量的增加,膜的親水性提高。通過單次循環(huán)超濾實驗發(fā)現(xiàn),PPSU-PyPS含量高的超濾膜,純水通量和蛋性能能得到明顯改善,而且機(jī)械性能并沒有明顯降低,說明物理共混法制備的PPSU超濾膜在兩性離子含量超過一定比例后,膜的綜合性能比SPPSU超濾膜要好,使膜在保證了機(jī)械性能的前提下,還能有較高的水通量和抗污性能,延長了膜的使用壽命。
【關(guān)鍵詞】：聚芳醚 超濾膜 兩性離子 抗污染
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ051.893
【目錄】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-31
• 1.1 膜分離技術(shù)11-15
• 1.1.1 膜技術(shù)簡介11
• 1.1.2 膜技術(shù)發(fā)展概況11-12
• 1.1.3 膜材料分類12-15
• 1.2 膜制備15-17
• 1.2.1 超濾膜制備過程15-16
• 1.2.2 超濾膜性能影響因素16-17
• 1.3 膜污染17-19
• 1.3.1 膜污染定義17
• 1.3.2 膜污染機(jī)理17-18
• 1.3.3 膜污染因素18-19
• 1.4 膜改性19-29
• 1.4.1 改性膜材料19-22
• 1.4.2 改性方法22-29
• 1.4.2.1 物理共混改性22-23
• 1.4.2.2 本體改性23-25
• 1.4.2.3 表面改性25-29
• 1.5 論文設(shè)計思想29-31
• 第二章 實驗部分31-36
• 2.1 實驗藥品31-32
• 2.2 實驗儀器和測試方法32-33
• 2.3 超濾實驗33-36
• 2.3.1 靜態(tài)蛋白質(zhì)吸附測試33
• 2.3.2 超濾性能和抗污性能測試33-36
• 第三章 磺化聚醚砜超濾膜的制備與性能研究36-52
• 引言36
• 3.1 磺化聚醚砜的制備與性能36-42
• 3.1.1 磺化聚醚砜的合成36-39
• 3.1.2 磺化聚合物表征39-40
• 3.1.3 聚合物的熱性能40-42
• 3.2 磺化聚醚砜超濾膜的制備與性能研究42-51
• 3.2.1 磺化聚醚砜超濾膜的制備42-43
• 3.2.2 磺化超濾膜的表征及性能43-51
• 本章小結(jié)51-52
• 第四章 兩性離子改性聚醚砜超濾膜的制備與性能研究52-70
• 引言52
• 4.1 側(cè)鏈帶兩性離子的聯(lián)苯型聚醚砜的制備與性能52-58
• 4.1.1 兩性離子側(cè)基的聯(lián)苯型聚醚砜的合成52-55
• 4.1.2 兩性離子側(cè)基的聯(lián)苯型聚醚砜聚合物表征55-57
• 4.1.3 兩性離子側(cè)基的聯(lián)苯型聚醚砜聚合物熱性能57-58
• 4.2 帶兩性離子側(cè)基聯(lián)苯型聚醚砜超濾膜的制備與性能研究58-69
• 4.2.1 超濾膜的制備58
• 4.2.2 兩性離子側(cè)基聯(lián)苯型聚醚砜超濾膜的表征及性能58-65
• 4.2.3 對比分析65-69
• 本章小結(jié)69-70
• 第五章 結(jié)論70-71
• 參考文獻(xiàn)71-78
• 作者簡介78-79
• 攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和成果79-80
• 致謝80

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本文編號：336862