本文關鍵詞：納米氧化石墨烯共混復合正滲透膜的制備與表征，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：正滲透(Forward osmosis)作為一種新型膜分離技術,其關注和研究日趨廣泛與深入,并已在一些領域得到應用,前景廣闊。本課題主要通過GO對基底膜和正滲透膜進行共混改性,以期改善膜片的滲透性能和抗膜污染性能。選用經(jīng)典的相轉化法和界面聚合法自制膜片,以實驗室的錯流測試平臺和正滲透測試平臺為基礎,通過水通量、鹽返混量等參數(shù)對共混改性膜片的運行效能進行了評價。本文的主要研究結論如下:(1)對納米無機顆粒改性基底膜的工藝條件和運行效能進行了探索,試驗結果表明:PES/GO和PES/GO/TiO2復合納米基底膜均具有典型的指狀多孔結構,且改性后指狀空穴結構變大,膜流體阻力減小,接觸角減小,親水性增強,熱穩(wěn)定性提高,粗糙度減小,機械強度也有所增加。納米無機材料共混改性后的基底膜在純水通量、截留率和抗污染性方面均具有大幅度的提高。其中,隨著GO共混量的增加,基底膜的純水通量出現(xiàn)了先增加后減小的趨勢,當GO的添加量達到0.5%時,膜的純水通量最大可以達到265LMH,相較于原膜171LMH的純水通量,提高了55%,復合納米超濾膜對BSA和SA的截留率相較于純PES膜均有不同程度的提高;GO和nano-TiO2共同共混改性的超濾膜(0.8%GO+0.2%nano-TiO2)性能最優(yōu),純水通量可達260LMH,相較于純PES膜,通量增加了52.1%,BSA和SA模擬污染物過濾180min后,膜的穩(wěn)定通量分別保持在67.8和68.0LMH左右,截留率均可達99%以上。(2)重點針對正滲透膜的運行工藝和聚合方式進行了相關研究。試驗結果表明:納米氧化石墨烯共混復合正滲透膜表面具有明顯的“山峰和低谷”形態(tài),導致膜片表面粗糙度增大,熱穩(wěn)定性提高。正滲透膜經(jīng)GO親水改性后,水通量和鹽的返混量均具有大幅度的提高。其中,隨著GO共混量的增加,氧化石墨烯共混復合正滲透膜的純水通量同樣出現(xiàn)了先增加后減小的趨勢。TFC0.5膜相較于純TFC膜而言,在FO/PRO模式下水通量分別提高了133%,108%。但是針對鹽的返混效果而言,所有膜片鹽的返混較為嚴重;通過對納米氧化石墨烯共混復合正滲透膜性能的物理影響因素研究可知,PRO相較FO模式而言,水通量較高,鹽的返混也更嚴重;就運行速度而言,運行錯流速度越低,水通量越低,鹽返混越輕;就滲透壓驅(qū)動力而言,隨著汲取液濃度的增加,正滲透過程中的水通量均出現(xiàn)了增加的趨勢,鹽的返混通量也出現(xiàn)了增加的趨勢,當NaCl和Glucose作為汲取液時,在濃度相同時,不管是FO模式還是PRO模式下,NaCl的水通量都要比Glucose較高;通過對納米氧化石墨烯共混復合正滲透膜性能的化學影響因素研究可知,界面聚合次數(shù)越多,水通量越小,鹽的返混量越小;正面界面聚合相較于反面界面聚合,水通量較大,鹽的返混量較小;雙面界面聚合相較于單面界面聚合而言,水通量和鹽的返混量均有較大程度的減小。(3)重點針對正滲透膜的抗污染性能進行了相關研究。試驗結果表明:不管是有機體系、無機體系還是有機-無機混合體系的污染物,TFC0.3膜相較于純TFC膜而言,通量衰減率較小,穩(wěn)定通量較大。同時,對于有機污染物BSA和SA而言,加入nano-TiO2后的復合污染均使通量下降趨勢有所減緩。
【關鍵詞】：GO 共混改性 正滲透膜 基底膜 界面聚合
【學位授予單位】：東華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ051.893
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第1章 緒論12-31
• 1.1 研究背景12-17
• 1.1.1 水資源和能源危機12-13
• 1.1.2 膜分離技術13-17
• 1.2 納米顆粒膜改性研究進展17-22
• 1.2.1 氧化石墨烯膜改性的研究進展17-20
• 1.2.2 二氧化鈦膜改性的研究進展20-22
• 1.3 正滲透膜分離技術22-28
• 1.3.1 正滲透分離原理22-23
• 1.3.2 正滲透汲取液23-24
• 1.3.3 正滲透汲取溶質(zhì)返混24-25
• 1.3.4 正滲透濃差極化25-26
• 1.3.5 正滲透膜污染26-27
• 1.3.6 正滲透應用27-28
• 1.4 課題的提出28-31
• 1.4.1 課題研究目的和意義28-29
• 1.4.2 課題研究的創(chuàng)新點29
• 1.4.3 課題研究的技術路線29-30
• 1.4.4 研究主要內(nèi)容30-31
• 第2章 試驗材料與研究方法31-39
• 2.1 試驗儀器與化學試劑31-32
• 2.1.1 化學試劑及材料31
• 2.1.2 試驗儀器31-32
• 2.2 試驗方法及裝置32-37
• 2.2.1 GO的制備32-33
• 2.2.2 PES/GO/TiO_2共混改性基底膜的制備33
• 2.2.3 正滲透膜的制備33-34
• 2.2.4 共混GO的分散性34
• 2.2.5 基底膜純水通量的測定34
• 2.2.6 基底膜截留率的測定34-35
• 2.2.7 孔隙率和平均孔徑的測定35
• 2.2.8 正滲透膜水通量的測定35-36
• 2.2.9 溶質(zhì)返混通量36-37
• 2.3 試驗分析手段37-39
• 2.3.1 膜結構形貌特性表征37
• 2.3.2 熱穩(wěn)定性分析37
• 2.3.3 膜機械性能分析37-38
• 2.3.4 親水性能測試38
• 2.3.5 抗污染性能測試38-39
• 第3章 膜的表征39-59
• 3.1 GO的表征39-40
• 3.1.1 GO的熱穩(wěn)定性分析39
• 3.1.2 GO的紅外分析39-40
• 3.2 超濾基底膜的表征40-52
• 3.2.1 GO/PES共混超濾膜的表征分析40-46
• 3.2.2 GO/TiO_2/PES共混超濾膜的表征分析46-52
• 3.3 納米氧化石墨烯共混復合正滲透膜的表征分析52-57
• 3.3.1 納米氧化石墨烯共混復合正滲透膜的微觀形貌分析52-53
• 3.3.2 納米氧化石墨烯共混復合正滲透膜的表面粗糙度分析53-54
• 3.3.3 納米氧化石墨烯共混復合正滲透膜熱失重分析54-55
• 3.3.4 納米氧化石墨烯共混復合正滲透膜XPS分析55-56
• 3.3.5 納米氧化石墨烯共混復合正滲透膜親水性分析56-57
• 3.3.6 納米氧化石墨烯共混復合正滲透膜滲透性能分析57
• 3.4 本章小結57-59
• 第4章 膜的測試59-78
• 4.1 GO/PES超濾膜的性能研究59-62
• 4.1.1 GO/PES超濾膜的過濾性能研究59-60
• 4.1.2 GO/PES超濾膜的抗污染性能研究60-62
• 4.2 GO/TiO_2/PES超濾膜的性能研究62-65
• 4.2.1 GO/PES超濾膜的過濾性能研究62-63
• 4.2.2 GO/TiO_2/PES超濾膜的抗污染性能研究63-65
• 4.2.3 GO/TiO_2/PES超濾膜的抗壓縮性能研究65
• 4.3 納米氧化石墨烯共混復合正滲透膜的性能研究65-77
• 4.3.1 納米氧化石墨烯共混復合正滲透膜性能的物理影響因素研究65-72
• 4.3.2 納米氧化石墨烯共混復合正滲透膜性能的化學影響因素研究72-75
• 4.3.3 納米氧化石墨烯共混復合正滲透膜污染研究75-77
• 4.4 本章小結77-78
• 第5章 結論與建議78-81
• 5.1 結論78-79
• 5.2 建議79-81
• 參考文獻81-88
• 攻讀學位期間的主要學術成果88-89
• 致謝89

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張奇珍;;滲透膜氣體分離器簡論[J];膜科學與技術;1983年03期

2 鄒盛歐;;濃縮甲醇用高性能選擇滲透膜[J];精細化工信息;1987年08期

3 沈守倉,盧冠忠,汪仁;膜催化技術的應用(Ⅰ)——用氫滲透膜同時實現(xiàn)催化反應和產(chǎn)品分離[J];膜科學與技術;1993年01期

4 夏圣驥;周昱e，

本文編號：370496