近年來,膜蒸餾技術(shù)的快速發(fā)展推動了膜材料在水處理、油水分離、催化劑等方面的應(yīng)用。然而,膜材料的成本較高、來源缺乏且性能缺陷影響著膜材料在其他行業(yè)的發(fā)展。聚偏氟乙烯(PVDF)由于其良好的熱穩(wěn)定性、力學(xué)性能及耐化學(xué)性,成為超濾、微濾領(lǐng)域中常用的膜材料。然而聚偏氟乙烯膜的疏水性較強(qiáng),極容易受到污染,導(dǎo)致水通量降低。故針對疏水性PVDF膜在長時間水處理中使用易受到污染物附著的問題,采用硅烷偶聯(lián)劑對其表面親、疏水改性以調(diào)控膜表面的親疏水性能。同時,膜的制備過程中采用共混改性法將具有優(yōu)異的電學(xué)、力學(xué)和熱學(xué)性能且分散性較好的MWCNTs-COOH添加到PVDF膜中,以提高PVDF膜的抗污染性和多功能性。本文的研究內(nèi)容分為兩部分:一、為提高M(jìn)WCNT/PVDF共混膜的抗污染和親疏水性,采用不同的堿處理時間或不同條件的等離子體處理表面使表面-OH增多,然后預(yù)處理的共混膜通過浸入不同濃度的十八烷基三氯硅烷(OTS)或者3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTE)溶液中進(jìn)行更完全的接枝,從而提高膜的拉伸強(qiáng)度,親疏水性和抗污染性。二、選用多壁碳納米竹(MWCNTs)或氧化石墨烯(GO)或還原氧化石墨烯(RGO)/聚偏...

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 膜分離技術(shù)
        1.1.1 膜分離技術(shù)的發(fā)展歷程
        1.1.2 膜分離技術(shù)的特點(diǎn)及分類
    1.2 膜分離過程的膜材料
        1.2.1 膜材料的類型
        1.2.2 膜的制備工藝
    1.3 CNT/PVDF共混膜的表面活化處理
        1.3.1 低溫等離子體激發(fā)膜表面活性
        1.3.2 液相法激發(fā)膜表面活性
    1.4 膜的改性方法
        1.4.1 共混膜的制備方法
        1.4.2 共混膜的改性方法
    1.5 共混膜改性的研究背景
        1.5.1 超疏水CNT/PVDF共混膜改性的研究背景
        1.5.2 溶脹冷凍法制備PVDF多孔膜的研究背景
    1.6 本課題研究意義及研究內(nèi)容
        1.6.1 研究意義
        1.6.2 研究內(nèi)容
第2章 共混膜的制備及性能表征
    2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器
        2.1.1 主要原料和試劑
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)所用的儀器及設(shè)備
    2.2 共混膜結(jié)構(gòu)及性能的表征
        2.2.1 傅立葉變換紅外光譜分析(FT-IR)
        2.2.2 X射線衍射分析(XRD)
        2.2.3 場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)
        2.2.4 物理化學(xué)吸附法及壓汞法測定孔徑分布及孔隙率
        2.2.5 接觸角分析(WCA)
        2.2.6 重量法測定孔隙率
        2.2.7 力學(xué)性能分析
        2.2.8 吸附性能分析
        2.2.9 膜的滲透通量
第3章 CNT/PVDF共混膜接枝硅烷偶聯(lián)劑改性后親水性能的研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)過程
        3.2.1 共混膜的制備
        3.2.2 堿預(yù)處理或等離子體激活
        3.2.3 接枝硅烷偶聯(lián)劑
    3.3 疏水改性實(shí)驗(yàn)機(jī)理
    3.4 疏水改性結(jié)果與討論
        3.4.1 疏水改性共混膜的紅外分析
        3.4.2 接枝7wt%硅烷疏水改性共混膜的SEM表征
        3.4.3 接枝2wt%硅烷疏水改性共混膜的SEM表征
        3.4.4 接枝2wt%硅烷疏水改性共混膜的壓汞測試分析
        3.4.5 接枝2wt%硅烷疏水改性共混膜的吸附性能測試
        3.4.6 接枝5wt%硅烷后的測試分析
            3.4.6.1 接枝5wt%硅烷后的SEM分析
            3.4.6.2 接枝5wt%硅烷后的壓汞測試分析
            3.4.6.3 接枝5wt%硅烷后的孔徑分布(BET)測試
            3.4.6.4 接枝5wt%硅烷后的吸附亞甲基藍(lán)性能測試
            3.4.6.5 接枝5wt%硅烷后的膜通量測試
            3.4.6.6 接枝5wt%硅烷后表面粗糙度分析
            3.4.6.7 等離子體處理后接枝5wt%硅烷的SEM分析
            3.4.6.8 等離子體處理后接枝5wt%硅烷的接觸角分析
        3.4.7 疏水改性共混膜的接觸角分析
        3.4.8 疏水改性共混膜的力學(xué)性能分析
    3.5 親水改性結(jié)果與討論
        3.5.1 親水改性共混膜的紅外分析
        3.5.2 親水改性共混膜的SEM分析
        3.5.3 親水改性共混膜的壓汞測試分析
        3.5.4 親水改性共混膜對亞甲基藍(lán)的吸附性能分析
        3.5.5 親水改性共混膜的接觸角分析
    3.6 本章小結(jié)
第4章 溶脹冷凍法制備的可控多孔PVDF共混膜的結(jié)構(gòu)與性能的研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)過程
        4.2.1 共混膜的制備
        4.2.2 共混膜的容脹冷凍干燥
        4.2.3 正交設(shè)計表
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 多孔膜的XRD分析
        4.3.2 多孔CNT/PVDF共混膜的SEM分析
        4.3.3 多孔GO/PVDF共混膜的SEM分析
        4.3.4 多孔RGO/PVDF共混膜的SEM分析
        4.3.5 多孔共混膜的接觸角分析
        4.3.6 多孔膜的吸附性能測試與分析
        4.3.7 壓汞法及重量法測定共混膜的孔隙率分析
        4.3.8 多孔膜力學(xué)性能分析
        4.3.9 CNT/PVDF共混多孔膜的SEM分析
        4.3.10 CNT/PVDF共混膜的吸附性能測試
        4.3.11 CNT/PVDF共混膜的孔隙率分析
        4.3.12 RGO/PVDF共混膜表面形貌、吸附性能及孔徑分布分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)成果
致謝



本文編號：3927084