自組裝作為一類(lèi)重要的成膜方法,具有成膜物質(zhì)豐富、方法簡(jiǎn)便易行和分離層超薄可控化等優(yōu)勢(shì),因此可用于致密分離膜的構(gòu)建。本文采用動(dòng)態(tài)層層自組裝(Layer-by-Layer,Lb L)及單分子層自組裝(Self-assembly monolayers,SAMs)技術(shù),分別在有機(jī)平板和中空纖維基底以及無(wú)機(jī)管式基底表面成功構(gòu)筑了親水/疏水致密分離膜,通過(guò)現(xiàn)代分析手段揭示了分離膜的微觀(guān)結(jié)構(gòu)、形貌與分離性能之間的構(gòu)效關(guān)系,并實(shí)現(xiàn)了膜的放大制備。本研究為親水/疏水致密分離膜的自組裝設(shè)計(jì)提供理論指導(dǎo),具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用前景。首先,采用兩性氧化物納米粒子(Zr O2/Al2O3)雜化于聚陽(yáng)離子和聚陰離子形成納米粒子包絡(luò)體結(jié)構(gòu),考察了納米粒子包絡(luò)體的表面電荷性質(zhì)與粒徑大小。Zeta電位表明納米粒子包絡(luò)體懸浮液具有穩(wěn)定性,粒徑分析證實(shí)聚電解質(zhì)包絡(luò)于Zr O2和Al2O3外表面后,其靜電斥力和空間位阻有效減少了納米粒子的團(tuán)聚。在平板和中空纖維超濾膜上動(dòng)態(tài)層層組裝(Lb L)納米粒子雜化聚電解質(zhì)多層膜,通過(guò)SEM、AFM和EDX對(duì)分離層的形貌和結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析證實(shí)了不同粒徑兩性氧化物納米粒子可以改變多層膜表面形...

【文章頁(yè)數(shù)】：129 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 滲透汽化過(guò)程機(jī)理及分類(lèi)
        1.1.1 滲透汽化機(jī)理
        1.1.2 滲透汽化技術(shù)及其分類(lèi)
        1.1.3 滲透汽化膜組件形式
    1.2 滲透汽化膜材料及制備方法
        1.2.1 無(wú)機(jī)材料支撐有機(jī)膜
        1.2.2 無(wú)機(jī)粒子雜化有機(jī)膜
        1.2.3 滲透汽化膜的制備方法
    1.3 自組裝
        1.3.1 自組裝的概念及重要性
        1.3.2 單分子層自組裝
        1.3.3 層層自組裝
        1.3.4 自組裝制備滲透汽化膜
    1.4 本課題研究目的和意義
    1.5 本課題研究的主要內(nèi)容
    1.6 課題來(lái)源
第2章 實(shí)驗(yàn)部分
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料與設(shè)備
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料與試劑
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
    2.2 動(dòng)態(tài)自組裝有機(jī)/無(wú)機(jī)雜化/復(fù)合膜
        2.2.1 聚電解質(zhì)納米粒子包絡(luò)體溶液的制備方法
        2.2.2 不同多孔基底上組裝多層膜的實(shí)驗(yàn)方法
        2.2.3 石英基片上多層膜的組裝
    2.3 自組裝疏水性滲透汽化膜
        2.3.1 SAMs改性PDMS/PSf復(fù)合膜制備方法
        2.3.2 SAMs改性ZIF8PDMS/PSf復(fù)合膜制備方法
    2.4 滾動(dòng)涂覆法放大制備疏水性透醇膜
    2.5 滲透汽化評(píng)價(jià)裝置及方法
        2.5.1 滲透汽化實(shí)驗(yàn)室評(píng)價(jià)裝置
        2.5.2 滲透汽化中試評(píng)價(jià)裝置
        2.5.3 有機(jī)/水體系進(jìn)料液及透過(guò)液分析
        2.5.4 滲透汽化性能計(jì)算方法
    2.6 納濾性能評(píng)價(jià)裝置及方法
        2.6.1 納濾性能評(píng)價(jià)裝置
        2.6.2 納濾性能計(jì)算方法
    2.7 納米雜化物以及復(fù)合膜改性前后表征
        2.7.1 Zeta電位測(cè)試
        2.7.2 激光散射粒度分析
        2.7.3 掃描電鏡（SEM）
        2.7.4 透射電鏡（TEM）
        2.7.5 原子力顯微鏡（AFM）
        2.7.6 紅外光譜（FTIR）
        2.7.7 熱重分析（TGA）
        2.7.8 X射線(xiàn)衍射（XRD）
第3章 親水性聚電解質(zhì)雜化膜的層層自組裝構(gòu)建及其應(yīng)用
    3.1 納米雜化聚電解質(zhì)包絡(luò)體制備與性質(zhì)研究
    3.2 納米雜化聚電解質(zhì)膜制備及滲透汽化性能研究
        3.2.1 納米雜化聚電解質(zhì)滲透汽化膜的制備
        3.2.2 納米雜化聚電解質(zhì)滲透汽化膜的分離性能研究
    3.3 納米雜化聚電解質(zhì)納濾膜的制備及性能研究
        3.3.1 納米雜化聚電解質(zhì)納濾膜的制備
        3.3.2 納米雜化聚電解質(zhì)納濾膜的分離性能研究
    3.4 本章小結(jié)
第4章 疏水性膜材料的分子自組裝設(shè)計(jì)及分離性能研究
    4.1 分子自組裝疏水化改性機(jī)制研究
    4.2 分子自組裝改性疏水性滲透汽化膜及其分離性能研究
    4.3 分子自組裝納微階層結(jié)構(gòu)超疏水膜表面及其滲透汽化應(yīng)用
    4.4 本章小結(jié)
第5章 優(yōu)先透醇滲透汽化膜的滾涂自組裝及放大
    5.1 自動(dòng)滾涂裝置設(shè)計(jì)及機(jī)械系統(tǒng)
    5.2 滾涂自組裝成膜過(guò)程研究
    5.3 中試規(guī)格膜組器制備及滲透汽化性能研究
    5.4 滲透汽化優(yōu)先透醇膜示范工程
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論與建議
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝



本文編號(hào)：3857377