膜分離技術(shù)能去除各種水體污染物,其已成為應(yīng)用于廢水處理領(lǐng)域的一種有效方法。聚偏氟乙烯（PVDF）膜具有良好的耐化學(xué)腐蝕性、熱穩(wěn)定性和高機(jī)械強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于超濾和微濾領(lǐng)域。然而,PVDF膜本身較強(qiáng)的疏水性導(dǎo)致其滲透通量低,當(dāng)處理含有有機(jī)物、膠體物質(zhì)和生物物質(zhì)的水溶液時(shí)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的膜污染,降低了膜的使用壽命,導(dǎo)致更換成本增加。研究發(fā)現(xiàn)膜親水性的提高能增強(qiáng)其抗污染性能,可以有效阻止污染物吸附、沉積在膜表面。共混改性相對(duì)于化學(xué)接枝或表面涂覆改性,不需要預(yù)處理和復(fù)雜的工藝優(yōu)化,適合工業(yè)化應(yīng)用。共混改性添加劑主要有無機(jī)納米顆粒、親水性聚合物和兩親性聚合物:無機(jī)納米顆粒具有粒度細(xì)、比表面積大以及表面能高的特點(diǎn),極易在有機(jī)溶劑中發(fā)生團(tuán)聚,難以均勻分散于鑄膜液中;親水性聚合物與疏水PVDF之間相容性較差,在分離膜制備過程中容易流失;兩親性聚合物與PVDF之間有較好的相容性,同時(shí)也提高了PVDF的親水性。因此,我們創(chuàng)新性地設(shè)計(jì)和合成了一種新型的兩親性共聚物PVDF-g-PMABSA,以其作為改性劑,通過共混法來改善PVDF膜的性能。本文以2-甲基丙烯酰氯和對(duì)氨基苯磺酸原料,通過酰胺化反應(yīng)合成了一種... 

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 膜的定義和分類
        1.2.1 膜的定義
        1.2.2 膜的分類
        1.2.3 相轉(zhuǎn)化成膜法
    1.3 聚偏氟乙烯膜性質(zhì)簡(jiǎn)介
    1.4 膜污染過程及其原理分析
        1.4.1 膜污染過程
        1.4.2 膜污染原理分析
    1.5 聚偏氟乙烯膜親水改性研究
        1.5.1 表面涂覆改性
        1.5.2 化學(xué)接枝改性
        1.5.3 臭氧處理改性
        1.5.4 等離子體處理改性
        1.5.5 輻射接枝改性
        1.5.6 無機(jī)共混改性
        1.5.7 有機(jī)共混改性
        1.5.8 改性方法小結(jié)
    1.6 本課題的提出
        1.6.1 課題研究的意義
        1.6.2 研究的主要內(nèi)容
第二章 實(shí)驗(yàn)部分
    2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器
        2.1.1 主要原料與試劑
        2.1.2 主要實(shí)驗(yàn)儀器
    2.2 兩親性聚合物的制備
        2.2.1 對(duì)-甲基丙烯酰胺基苯磺酸的合成
        2.2.2 PVDF-g-PMABSA的制備
    2.3 PVDF-g-PMABSA的表征
        2.3.1 接枝度計(jì)算
        2.3.2 聚合物結(jié)構(gòu)表征
    2.4 鑄膜液濃度對(duì)PVDF膜結(jié)構(gòu)和性能的影響
        2.4.1 鑄膜液粘度的測(cè)定
        2.4.2 掃描電子顯微鏡(FE-SEM)分析
        2.4.3 鑄膜液濃度對(duì)PVDF膜分離性能的影響
    2.5 PVDF/PVDF-g-PMABSA共混膜的制備
    2.6 PVDF/PVDF-g-PMABSA共混膜的表征
        2.6.1 傅里葉變換衰減全反射紅外光譜(ATR-FTIR)分析
        2.6.2 X射線光電子能譜分析(XPS)
        2.6.3 場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(FE-SEM)分析
        2.6.4 膜表面Zeta電位的測(cè)定
        2.6.5 接觸角(CA)測(cè)定
    2.7 膜分離性能評(píng)價(jià)
        2.7.1 滲透通量
        2.7.2 截留率測(cè)定
        2.7.3 孔隙率和平均孔徑
        2.7.4 膜對(duì)pH值響應(yīng)性測(cè)試
    2.8 膜抗污染性能測(cè)試
        2.8.1 BSA靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)
        2.8.2 BSA循環(huán)過濾及其清洗實(shí)驗(yàn)
        2.8.3 膜污染指數(shù)
        2.8.4 膜阻力分析
第三章 PVDF/PVDF-g-PMABSA共混膜的制備及表征
    3.1 鑄膜液濃度的優(yōu)化
        3.1.1 聚偏氟乙烯溶液粘度的測(cè)定
        3.1.2 不同濃度PVDF超濾膜微觀結(jié)構(gòu)的變化
        3.1.3 不同濃度PVDF超濾膜分離性能的變化
    3.2 PVDF-g-PMABSA共聚物的合成及其表征
        3.2.1 共聚反應(yīng)條件的優(yōu)化
        3.2.2 PVDF-g-PMABSA共聚物表征
    3.3 PVDF/PVDF-g-PMABSA共混膜的表征
        3.3.1 PVDF/PVDF-g-PMABSA共混膜表面紅外分析
        3.3.2 PVDF/PVDF-g-PMABSA共混膜表面XPS分析
        3.3.3 PVDF/PVDF-g-PMABSA共混膜表面及斷面SEM分析
        3.3.4 膜表面荷電性分析
        3.3.5 PVDF/PVDF-g-PMABSA共混膜表面親水性分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 PVDF膜分離性能與抗污染性能研究
    4.1 分離性能研究
        4.1.1 孔隙率和平均孔徑
        4.1.2 滲透通量和截留率
        4.1.3 膜對(duì)pH值響應(yīng)性研究
    4.2 抗污染性能研究
        4.2.1 BSA靜態(tài)吸附
        4.2.2 BSA動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)
        4.2.3 膜污染指數(shù)分析
        4.2.4 膜污染阻力分析
    4.3 本章小結(jié)
第五章 原膜和共混膜油水分離性能研究
    5.1 PVDF膜分離大豆油水乳液通量衰減比較
    5.2 清洗后通量恢復(fù)率和COD截留率
    5.3 原膜與共混膜膜阻力分析
    5.4 不同濃度油對(duì)共混膜分離性能的影響
    5.5 不同清洗條件對(duì)膜通量恢復(fù)率的影響
        5.5.1 清洗條件的優(yōu)化
        5.5.2 NaOH溶液的優(yōu)化
    5.6 油水分離長(zhǎng)期穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)
    5.7 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論和展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]膜分離技術(shù)及其在食品工業(yè)中的應(yīng)用[J]. 孫慧,林強(qiáng),李佳佳,秦國(guó)彤,魏微.  應(yīng)用化工. 2017(03)
[2]膜分離技術(shù)在植物提取分離中的應(yīng)用[J]. 周娟娟,孫永,龔盛昭.  廣東化工. 2017(01)
[3]臭氧預(yù)處理制備PVDF接枝SSS離子交換膜[J]. 顏明姣,王磊,李陳,王旭東,唐衛(wèi)婷,山斕.  環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2016(11)
[4]聚偏氟乙烯膜親水改性研究進(jìn)展[J]. 張松峰,吳力立.  化工進(jìn)展. 2016(08)
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[6]超親水-水下超疏油PVDF-g-PAA多孔膜的制備及油水分離性能[J]. 高虹,段月琴,袁志好.  高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報(bào). 2016(06)
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[10]中國(guó)人口分布的水資源限制性與限制度研究[J]. 封志明,楊艷昭,游珍.  自然資源學(xué)報(bào). 2014(10)

碩士論文
[1]改性聚偏氟乙烯超濾膜抗污染性能研究[D]. 李旭輝.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[2]混合相分離法制備聚偏氟乙烯膜[D]. 王建強(qiáng).北京化工大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3719519