納濾膜分離過程中的抗污染性差和通量低是目前納濾膜存在的兩個主要問題,通過對膜材料的選取和成膜方法的研究來提高膜通量、增強抗污染性成為納濾膜研究的重點。近年來,將具有特殊性質的無機納米材料與有機溶劑或高分子聚合物結合起來制備出有機-無機雜化膜材料,可以有效提高膜表面的親水性和通量,是解決分離膜通量低、易污染的最有效的技術之一。本文采用陰、陽離子聚電解質對TiO2納米粒子進行改性,通過低溫沉淀-膠溶過程制備出荷電性銳鈦礦型二氧化鈦納米粒子。利用靜電層層自組裝技術將制備出的荷電性銳鈦礦型二氧化鈦納米粒子與聚電解質摻雜制備了TiO2/聚電解質雜化納濾膜,并對雜化膜的分離性能及其自清潔性能進行了研究。首先,采用低溫沉淀-膠溶過程（LTPPP）在50℃膠溶溫度下制備出銳鈦礦型二氧化鈦納米粒子,并利用陰離子聚電解質聚苯乙烯磺酸鈉（PSS）和陽離子聚電解質聚乙烯亞胺（PEI）對二氧化鈦進行改性,分別得到具有荷電性的PSS-TiO2和PEI-TiO2納米粒子,并通過改變制備條件實現(xiàn)了對兩種納米粒子的荷電量調控。采用XRD和HREM對PSS-TiO2和PEI-TiO2兩種納米粒子的晶型進行了表征,結果表明... 

【文章來源】：北京工業(yè)大學北京市 211工程院校

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 納濾膜技術概述
        1.1.1 引言
        1.1.2 納濾膜的分離原理
        1.1.3 納濾膜的制備方法
            1.1.3.1 L-S相轉化法
            1.1.3.2 涂覆法
            1.1.3.3 共混法
            1.1.3.4 界面聚合法
            1.1.3.5 層層自組裝法
        1.1.4 納濾膜的改性
            1.1.4.1 納濾膜材料的改性
            1.1.4.2 納濾膜的表面改性
    1.2 超親水概述
        1.2.1 超親水簡介
        1.2.2 超親水的形成及作用機理
        1.2.3 超親水表面的制備方法
    1.3 二氧化鈦雜化膜的研究進展
        1.3.1 二氧化鈦納米粒子簡介
        1.3.2 納米二氧化鈦的制備方法
            1.3.2.1 溶膠-凝膠法
            1.3.2.2 水熱法
            1.3.2.3 沉淀法
            1.3.2.4 微乳液法
        1.3.3 TiO_2的光催化作用原理
        1.3.4 TiO_2的光誘導親水機理
        1.3.5 二氧化鈦分離雜化膜的研究進展
            1.3.5.1 二氧化鈦納米材料在微濾膜材料中的應用
            1.3.5.2 二氧化鈦納米材料在超濾膜中的應用
            1.3.5.3 二氧化鈦納米材料在滲透汽化膜中的應用
            1.3.5.4 二氧化鈦納米材料在納濾膜中的應用
    1.4 課題研究的目的和意義
    1.5 本課題主要研究內容
    1.6 課題來源
第2章 實驗部分
    2.1 實驗材料與設備
        2.1.1 實驗材料與試劑
        2.1.2 實驗儀器與設備
    2.2 荷電性銳鈦礦型TiO_2納米粒子的低溫制備
    2.3 TiO_2/PEI/PSS雜化膜的制備
        2.3.1 聚丙烯腈基膜的水解改性
        2.3.2 TiO_2/聚電解質雜化膜的制備
    2.4 TiO_2納米粒子的表征方法
        2.4.1 X-射線衍射(XRD)
        2.4.2 表面形貌及微觀結構測定
        2.4.3 紫外-可見漫反射光譜(UV-Vis)
        2.4.4 熒光光致發(fā)光（PL）
    2.5 TiO_2納米粒子的性能評價
        2.5.1 荷電性能評價
        2.5.2 穩(wěn)定性評價
        2.5.3 吸附性能評價
        2.5.4 光催化性能評價
    2.6 雜化納濾膜的表征
        2.6.1 膜表面傅里葉紅外光譜表征
        2.6.2 膜表面荷電性能表征
        2.6.3 膜表面形貌表征
        2.6.4 膜表面粗糙度表征
        2.6.5 膜表面親水性表征
    2.7 雜化納濾膜的性能評價
        2.7.1 雜化納濾膜的評價裝置
        2.7.2 雜化納濾膜性能的評價
第3章 荷電性銳鈦礦型TiO_2納米粒子的低溫制備及其光催化性能的研究
    3.1 荷電性銳鈦礦型TiO_2納米粒子的結構和形貌表征
    3.2 不同荷電性銳鈦礦型TiO_2納米粒子的Zeta電位、粒徑和穩(wěn)定性的研究
    3.3 不同荷電性銳鈦礦型 TiO_2納米粒子的光催化性能研究
        3.3.1 不同荷電性銳鈦礦型TiO_2納米粒子的吸附性能
        3.3.2 不同荷電性銳鈦礦型TiO_2納米粒子對染料的光降解性能
    3.4 本章小結
第4章 TiO_2/聚電解質雜化納濾膜的制備及其分離性能的研究
    4.1 TiO_2/聚電解質雜化納濾膜的制備
    4.2 TiO_2/聚電解質雜化納濾膜的表征
    4.3 PEI-TiO_2/PSS雜化納濾膜對重金屬離子的截留性能
    4.4 PEI/PSS-TiO_2雜化納濾膜對染料的截留性能
    4.5 PEI/PSS-TiO_2雜化納濾膜的自清潔性能
    4.6 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術成果
致謝



本文編號：3400651