PVDF/PVDF-g-PNIPAAm/GO溫敏性超濾膜的制備及性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-11-23 18:51
溫敏性超濾膜是一種對(duì)外界環(huán)境溫度變化具有敏感反應(yīng)與自我調(diào)節(jié)功能的新型膜。當(dāng)外界溫度發(fā)生變化時(shí),膜的結(jié)構(gòu)、孔徑會(huì)隨之發(fā)生變化,從而可以控制膜的純水通量,提高膜的選擇透過(guò)性,表現(xiàn)出可以適應(yīng)復(fù)雜分離環(huán)境的溫敏特性,成為智能膜中最重要的研究對(duì)象。本文分別通過(guò)堿處理法、原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)法合成出了具有聚偏氟乙烯(PVDF)骨架和聚N-異甲基丙烯酰胺(PNIPAAm)支鏈的兩親接枝共聚物。利用紅外光譜、核磁共振光譜及熱重對(duì)共聚物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。結(jié)果顯示,PNIPAAm成功接枝在PVDF主鏈上,并且PNIPAAm的接枝率隨單體濃度、聚合時(shí)間的增加而增加,堿處理法中PVDF和NIPAAm的最佳質(zhì)量比例為1:1,ATRP法中最佳聚合時(shí)間為24 h。將合成的PVDF-g-PNIPAAm共聚物與PVDF進(jìn)行共混,通過(guò)浸沒(méi)沉淀相轉(zhuǎn)化法制備PVDF/PVDF-g-PNIPAAm溫敏膜,考察了不同接枝率對(duì)溫敏膜性能的影響。結(jié)果表明,當(dāng)溫度超過(guò)最低臨界溶液溫度(LCST,32℃)時(shí),PNIPAAm鏈發(fā)生由伸展到收縮的構(gòu)象變化,改性膜表現(xiàn)出溫敏特性。堿處理法中PNIPAAm的接枝率分別為8.3%時(shí),共混膜...
【文章來(lái)源】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:76 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 課題的來(lái)源及研究的背景和意義
1.2 膜分離技術(shù)簡(jiǎn)介
1.2.1 膜分離技術(shù)
1.2.2 膜的分類
1.3 超濾膜簡(jiǎn)介
1.3.1 超濾分離技術(shù)簡(jiǎn)介
1.3.2 超濾膜材料
1.4 PVDF超濾膜及其改性研究
1.4.1 PVDF超濾膜表面的改性研究
1.4.2 PVDF超濾膜本體的改性研究
1.5 溫度敏感性超濾膜的研究
1.5.1 溫度敏感性超濾膜簡(jiǎn)介
1.5.2 聚N-異丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)
1.6 氧化石墨烯在超濾膜中的應(yīng)用
1.7 主要研究?jī)?nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)材料與實(shí)驗(yàn)方法
2.1 實(shí)驗(yàn)藥品及儀器設(shè)備
2.1.1 實(shí)驗(yàn)藥品
2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備
2.2 實(shí)驗(yàn)方法及測(cè)試表征
2.2.1 堿處理法合成PVDF-g-PNIPAAm共聚物
2.2.2 ATRP法合成PVDF-g-PNIPAAm共聚物
2.2.3 PVDF-g-PNIPAAm共聚物的結(jié)構(gòu)表征
2.2.4 超濾膜的制備方法
2.2.5 超濾膜的測(cè)試表征
第3章 堿處理法制備PVDF/PVDF-g-PNIPAAm/GO超濾膜
3.1 接枝共聚物的表征
3.1.1 共聚物的紅外光譜分析
3.1.2 共聚物的氫核磁譜圖分析
3.1.3 共聚物的熱重分析
3.2 PVDF/PVDF-g-PNIPAAm溫敏膜的制備及性能測(cè)試
3.2.1 PVDF/PVDF-g-PNIPAAm溫敏膜的制備
3.2.2 PVDF-g-PNIPAAm共混含量的確定
3.2.3 接枝率對(duì)PVDF/PVDF-g-PNIPAAm溫敏膜性能的影響
3.3 PVDF/PVDF-g-PNIPAAm/GO溫敏膜的制備及表征
3.3.1 PVDF/PVDF-g-PNIPAAm/GO溫敏膜的制備
3.3.2 PVDF/PVDF-g-PNIPAAm/GO溫敏膜的測(cè)試表征
3.4 本章小結(jié)
第4章 ATRP法制備PVDF/PVDF-g-PNIPAAm/GO超濾膜
4.1 接枝共聚物的表征
4.1.1 共聚物的紅外光譜分析
4.1.2 共聚物的氫核磁譜圖分析
4.1.3 共聚物的熱重分析
4.2 PVDF/PVDF-g-PNIPAAm溫敏膜的制備及性能測(cè)試
4.2.1 PVDF/PVDF-g-PNIPAAm溫敏膜的制備
4.2.2 接枝率對(duì)PVDF/PVDF-g-PNIPAAm溫敏膜性能的影響
4.3 PVDF/PVDF-g-PNIPAAm/GO溫敏膜的制備及表征
4.3.1 PVDF/PVDF-g-PNIPAAm/GO溫敏膜的制備
4.3.2 PVDF/PVDF-g-PNIPAAm/GO溫敏膜的測(cè)試表征
4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]醋酸纖維素類滲透功能膜的研究進(jìn)展[J]. 胡曉宇,費(fèi)鵬飛,宋俊,程博聞,廖亮,孟建強(qiáng),陳英波,李梁梁. 材料導(dǎo)報(bào). 2016(23)
[2]氧化石墨烯與納米二氧化鈦共混改性PES超濾膜的對(duì)比分析[J]. 趙永軍,李方,李佳峰,馬春燕. 膜科學(xué)與技術(shù). 2016(03)
[3]高分子分離膜材料及其研究進(jìn)展[J]. 馬超,黃海濤,顧計(jì)友,劉旸. 材料導(dǎo)報(bào). 2016(09)
[4]Co3O4-GO/PES共混超濾膜的制備及催化清洗性能[J]. 歐陽(yáng)贛,蔡文倍,李登新. 膜科學(xué)與技術(shù). 2016(02)
[5]PVDF/PMMA/PES共混膜的制備及性能研究[J]. 葉茜,許美蘭,廖文超,燕龍龍,張碩,嚴(yán)濱. 科技導(dǎo)報(bào). 2015(14)
[6]GO/PVDF超濾膜的表征及處理造紙廢水的過(guò)濾特性[J]. 洪金成,李衛(wèi)星,邢衛(wèi)紅. 南京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(02)
[7]PVDF-g-PNIPAAm溫敏抗污染膜的制備及性能研究[J]. 白靜娜,馮霞,陳莉,申向,趙義平,劉美均,郭艷芬. 功能材料. 2012(06)
[8]聚偏氟乙烯共混膜的制備和性能研究[J]. 張嬌,邱廣明. 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(03)
[9]雙酚A型聚芳醚酮的合成與表征[J]. 趙曉剛,冀克儉,鄧衛(wèi)華,梁勇芳,李艷玲. 高分子材料科學(xué)與工程. 2011(05)
[10]新型膜分離技術(shù)的研究進(jìn)展[J]. 陳默,曹端林,李永祥,王建龍. 山東化工. 2011(05)
博士論文
[1]聚芳醚類抗污染超濾膜的制備及其性能研究[D]. 劉旸.吉林大學(xué) 2012
[2]納米無(wú)機(jī)摻雜改性聚偏氟乙烯超濾膜的制備及其性能研究[D]. 廖嬋娟.武漢大學(xué) 2011
[3]浸沒(méi)式膜生物反應(yīng)器組合工藝凈化受污染水源水的研究[D]. 田家宇.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
[4]聚醚砜超濾膜荷電化及其表面動(dòng)電現(xiàn)象的研究[D]. 汪錳.浙江大學(xué) 2006
碩士論文
[1]PNIPAAm類溫敏材料接枝棉的研究[D]. 簡(jiǎn)嫩梅.貴州大學(xué) 2015
[2]聚芳醚砜酮耐高溫超濾膜的制備及其性能優(yōu)化研究[D]. 馬健.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[3]溫敏性聚合物的合成及性能研究[D]. 歐陽(yáng)秀.南京理工大學(xué) 2013
[4]聚醚砜超濾膜的制備及其改性研究[D]. 黃陽(yáng).東華大學(xué) 2009
[5]膜分離技術(shù)在廢水處理和蛋白質(zhì)回收中的應(yīng)用研究[D]. 安衛(wèi)東.吉林大學(xué) 2004
本文編號(hào):3514458
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【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 課題的來(lái)源及研究的背景和意義
1.2 膜分離技術(shù)簡(jiǎn)介
1.2.1 膜分離技術(shù)
1.2.2 膜的分類
1.3 超濾膜簡(jiǎn)介
1.3.1 超濾分離技術(shù)簡(jiǎn)介
1.3.2 超濾膜材料
1.4 PVDF超濾膜及其改性研究
1.4.1 PVDF超濾膜表面的改性研究
1.4.2 PVDF超濾膜本體的改性研究
1.5 溫度敏感性超濾膜的研究
1.5.1 溫度敏感性超濾膜簡(jiǎn)介
1.5.2 聚N-異丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)
1.6 氧化石墨烯在超濾膜中的應(yīng)用
1.7 主要研究?jī)?nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)材料與實(shí)驗(yàn)方法
2.1 實(shí)驗(yàn)藥品及儀器設(shè)備
2.1.1 實(shí)驗(yàn)藥品
2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備
2.2 實(shí)驗(yàn)方法及測(cè)試表征
2.2.1 堿處理法合成PVDF-g-PNIPAAm共聚物
2.2.2 ATRP法合成PVDF-g-PNIPAAm共聚物
2.2.3 PVDF-g-PNIPAAm共聚物的結(jié)構(gòu)表征
2.2.4 超濾膜的制備方法
2.2.5 超濾膜的測(cè)試表征
第3章 堿處理法制備PVDF/PVDF-g-PNIPAAm/GO超濾膜
3.1 接枝共聚物的表征
3.1.1 共聚物的紅外光譜分析
3.1.2 共聚物的氫核磁譜圖分析
3.1.3 共聚物的熱重分析
3.2 PVDF/PVDF-g-PNIPAAm溫敏膜的制備及性能測(cè)試
3.2.1 PVDF/PVDF-g-PNIPAAm溫敏膜的制備
3.2.2 PVDF-g-PNIPAAm共混含量的確定
3.2.3 接枝率對(duì)PVDF/PVDF-g-PNIPAAm溫敏膜性能的影響
3.3 PVDF/PVDF-g-PNIPAAm/GO溫敏膜的制備及表征
3.3.1 PVDF/PVDF-g-PNIPAAm/GO溫敏膜的制備
3.3.2 PVDF/PVDF-g-PNIPAAm/GO溫敏膜的測(cè)試表征
3.4 本章小結(jié)
第4章 ATRP法制備PVDF/PVDF-g-PNIPAAm/GO超濾膜
4.1 接枝共聚物的表征
4.1.1 共聚物的紅外光譜分析
4.1.2 共聚物的氫核磁譜圖分析
4.1.3 共聚物的熱重分析
4.2 PVDF/PVDF-g-PNIPAAm溫敏膜的制備及性能測(cè)試
4.2.1 PVDF/PVDF-g-PNIPAAm溫敏膜的制備
4.2.2 接枝率對(duì)PVDF/PVDF-g-PNIPAAm溫敏膜性能的影響
4.3 PVDF/PVDF-g-PNIPAAm/GO溫敏膜的制備及表征
4.3.1 PVDF/PVDF-g-PNIPAAm/GO溫敏膜的制備
4.3.2 PVDF/PVDF-g-PNIPAAm/GO溫敏膜的測(cè)試表征
4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]醋酸纖維素類滲透功能膜的研究進(jìn)展[J]. 胡曉宇,費(fèi)鵬飛,宋俊,程博聞,廖亮,孟建強(qiáng),陳英波,李梁梁. 材料導(dǎo)報(bào). 2016(23)
[2]氧化石墨烯與納米二氧化鈦共混改性PES超濾膜的對(duì)比分析[J]. 趙永軍,李方,李佳峰,馬春燕. 膜科學(xué)與技術(shù). 2016(03)
[3]高分子分離膜材料及其研究進(jìn)展[J]. 馬超,黃海濤,顧計(jì)友,劉旸. 材料導(dǎo)報(bào). 2016(09)
[4]Co3O4-GO/PES共混超濾膜的制備及催化清洗性能[J]. 歐陽(yáng)贛,蔡文倍,李登新. 膜科學(xué)與技術(shù). 2016(02)
[5]PVDF/PMMA/PES共混膜的制備及性能研究[J]. 葉茜,許美蘭,廖文超,燕龍龍,張碩,嚴(yán)濱. 科技導(dǎo)報(bào). 2015(14)
[6]GO/PVDF超濾膜的表征及處理造紙廢水的過(guò)濾特性[J]. 洪金成,李衛(wèi)星,邢衛(wèi)紅. 南京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(02)
[7]PVDF-g-PNIPAAm溫敏抗污染膜的制備及性能研究[J]. 白靜娜,馮霞,陳莉,申向,趙義平,劉美均,郭艷芬. 功能材料. 2012(06)
[8]聚偏氟乙烯共混膜的制備和性能研究[J]. 張嬌,邱廣明. 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(03)
[9]雙酚A型聚芳醚酮的合成與表征[J]. 趙曉剛,冀克儉,鄧衛(wèi)華,梁勇芳,李艷玲. 高分子材料科學(xué)與工程. 2011(05)
[10]新型膜分離技術(shù)的研究進(jìn)展[J]. 陳默,曹端林,李永祥,王建龍. 山東化工. 2011(05)
博士論文
[1]聚芳醚類抗污染超濾膜的制備及其性能研究[D]. 劉旸.吉林大學(xué) 2012
[2]納米無(wú)機(jī)摻雜改性聚偏氟乙烯超濾膜的制備及其性能研究[D]. 廖嬋娟.武漢大學(xué) 2011
[3]浸沒(méi)式膜生物反應(yīng)器組合工藝凈化受污染水源水的研究[D]. 田家宇.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
[4]聚醚砜超濾膜荷電化及其表面動(dòng)電現(xiàn)象的研究[D]. 汪錳.浙江大學(xué) 2006
碩士論文
[1]PNIPAAm類溫敏材料接枝棉的研究[D]. 簡(jiǎn)嫩梅.貴州大學(xué) 2015
[2]聚芳醚砜酮耐高溫超濾膜的制備及其性能優(yōu)化研究[D]. 馬健.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[3]溫敏性聚合物的合成及性能研究[D]. 歐陽(yáng)秀.南京理工大學(xué) 2013
[4]聚醚砜超濾膜的制備及其改性研究[D]. 黃陽(yáng).東華大學(xué) 2009
[5]膜分離技術(shù)在廢水處理和蛋白質(zhì)回收中的應(yīng)用研究[D]. 安衛(wèi)東.吉林大學(xué) 2004
本文編號(hào):3514458
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