復(fù)合納濾膜作為一種高效節(jié)能環(huán)保的水處理技術(shù),是解決水體污染及水資源緊缺的重要手段。管式膜相比其他種類的膜組件,具有機械強度高、流道寬、流速快等優(yōu)點。本文以聚偏氟乙烯（PVDF）管式超濾膜為基膜,無水哌嗪（PIP）為水相單體,均苯三甲基酰氯（TMC）為有機相單體,采用界面聚合法制備了不同截留性能的PVDF/PA管式復(fù)合膜。對管式復(fù)合膜的分離性能進(jìn)行了研究,考察了不同制備條件和不同測試條件對膜分離性能的影響,計算了不同性能復(fù)合膜的切割分子量及孔徑分布,并研究了制得的不同性能復(fù)合膜對于不同無機鹽和糖的截留情況,以及酸堿處理及氯處理對膜性能的影響。對膜樣品進(jìn)行掃描電子顯微鏡（SEM）、傅里葉變換紅外光譜（FTIR）、X射線光電子能譜（XPS）分析。結(jié)果顯示,致密復(fù)合納濾膜的水相和有機相的最佳配比范圍為PIP 0.2wt.%～0.4wt.%,TMC 0.05 wt.%～0.1 wt.%;疏松復(fù)合膜的配比范圍為PIP 0.05wt.%～0.08 wt.%,TMC 0.05 wt.%～0.7 wt.%;最佳吹風(fēng)時間為10s;不同性能復(fù)合膜表面在p H為4～11的環(huán)境下呈負(fù)電性;動態(tài)接觸角實驗結(jié)果顯示... 

【文章來源】：天津工業(yè)大學(xué)天津市

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

不同分離級別膜的平均孔徑提高水處理的效率和成本是克服水資源短缺的首要挑戰(zhàn)

第一章緒論3理原料液體含有懸浮固體，高粘度和濃稠的工業(yè)廢水。設(shè)備價格低廉，可以由大中型企業(yè)承擔(dān)。有機聚合物管式微濾膜，超濾膜和納濾膜在廢水處理中具有較高的應(yīng)用價值。但是，國內(nèi)外市場上管式膜組件只有超濾膜和微濾膜，而管式納濾膜尚未實現(xiàn)全面產(chǎn)業(yè)化。近年來，有機管式納濾膜的研究越來越廣泛，可以用于水處理以及液體分離和純化過程，有著卓越的產(chǎn)業(yè)化前景。圖1-2管式膜組件結(jié)構(gòu)簡圖1.2納濾膜1.2.1納濾膜概述納濾膜（NF）是介于超濾膜（UF）和反滲透膜（RO）之間的一種壓力驅(qū)動膜，開發(fā)于美國70年代末，用于處理含有地下水的鹽，隨后應(yīng)用于地表水的凈化。自20世紀(jì)80年代后期以來，膜分離逐漸被認(rèn)為是一種從飲用水中去除濁度、有機物和微生物的有效手段，并且符合嚴(yán)格的法律法規(guī)。這主要是由于，更高通量的復(fù)合膜被開發(fā)之后，實現(xiàn)了工藝生產(chǎn)率的提高。與反滲透膜相比，納濾膜在分離無機鹽和小有機分子方面的優(yōu)越性能與反滲透膜類似[4]，又具有部分去除單價離子、過程滲透壓低、操作壓力低、省能等獨特優(yōu)點[5]。普遍認(rèn)為，納濾膜的孔徑為0.5～2nm，切割分子量（MWCO）為200～1000Da，而且表面具有荷電性。超濾膜的孔徑一般為1～10nm，截留分子量為1000～300000Da。荷電納濾膜的高選擇性是基于表面“荷電效應(yīng)”和“篩分效應(yīng)”[6]，而超濾膜的分離性能一般只是基于膜孔的篩分效應(yīng)。相比之下，對于膜孔徑和切割分子量介于致密納濾膜與超濾膜之間，并且具有一定荷電性的膜，可以將其稱之為“疏松納濾膜”或“致密超濾膜”。納濾膜的不同“疏松”程度對于分離不同尺寸和分子量的物質(zhì)有著重要意義。1.2.2納濾膜材料膜的部分性能由膜材料決定，不同的膜材料制備出納濾膜的分離性能、抗污染性能的差異較大，所以膜材料的研究是膜研

第二章實驗部分17式（2-4）中為納濾膜的平均有效孔徑（PEG截留率等于50%時的分子直徑）；為幾何標(biāo)準(zhǔn)偏差（PEG截留率為84.13%時的與PEG截留率為50%時的比值）。2.4.4膜表面和斷面形貌分析采用SG4800場發(fā)射掃描電鏡，對超濾基膜和復(fù)合膜表面和斷面形貌進(jìn)行表征。由于管式膜以無紡布作為支撐層，難以像平板膜一樣在液氮里脆斷[46]。所以，為了不破壞膜斷面結(jié)構(gòu)，用環(huán)氧樹脂將膜樣品包裹，待其固化后折斷可獲得斷面樣品。將膜表面樣品制成5mm×5mm大小，用導(dǎo)電膠粘在樣品臺上。然后將膜樣品放于高真空蒸發(fā)器中進(jìn)行噴濺鍍金處理，將鍍金后的膜樣品放于掃描電子顯微鏡樣品室，抽真空，設(shè)置測試條件，加速電壓15KV，對膜表面和斷面形貌進(jìn)行觀察。2.4.5膜表面荷電性測試復(fù)合膜與溶液接觸時，溶液中部分同離子因特性吸附作用進(jìn)入到內(nèi)亥姆霍茲平面（IHP），反離子吸附到膜表面，聚集成緊密的離子層，即外亥姆霍茲平面（OHP），其余的反離子呈擴散狀態(tài)分布。根據(jù)Stern雙電層模型可將雙電層分為兩部分，即Stern層和擴散層。如圖2-4所示，Stern層和擴散層之間發(fā)生相對滑動的平面稱為滑動面，滑動面對遠(yuǎn)離界面的流體中的某點的電位即為Zeta電位。Zeta電位可表征復(fù)合膜表面的荷電性能。圖2-4復(fù)合膜表面電荷分布采用SurPASS固體表面Zeta電位測量儀分析復(fù)合膜表面的荷電性。室溫下將膜晾干后，剪成2cm×4mm大小，用雙面膠粘在Zeta電位測量儀樣品池上。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]PA/PVDF管式納濾膜的制備及處理廢乳化液性能的研究[D]. 丁曉惠.天津工業(yè)大學(xué) 2019



本文編號：3394034