本文關(guān)鍵詞：改性CA和PA膜的制備及性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：聚酰胺復(fù)合膜(Polyamide composite membrane,簡(jiǎn)稱PA)和醋酸纖維素膜因其制膜工藝簡(jiǎn)單,分離性好而成為主流產(chǎn)品。但隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,要求膜具有更高的水通量、截留率,但是單一的有機(jī)高分子膜并不能滿足。因此,PA膜和醋酸纖維素膜的改性成為目前研究的重點(diǎn)。本文選用TiO_2、載銀TiO_2和氧化高銀為改性劑,針對(duì)PA膜和醋酸纖維素膜這兩種有機(jī)高分子膜進(jìn)行表面改性。具體研究?jī)?nèi)容如下:(1)以醋酸纖維素(Cellulose acetate,簡(jiǎn)稱CA)為成膜材料,丙酮和N-甲基吡咯烷酮(N-methylpyrrolidone,簡(jiǎn)稱NMP)為混合溶劑,聚乙二醇400(Polyethylene glycol 400,簡(jiǎn)稱PEG-400)為制孔劑,采用L-S相轉(zhuǎn)化法制備CA膜,并利用掃描電子顯微鏡(SEM)、紅外光譜分析儀(FIR)對(duì)CA膜的膜表面形貌和組成進(jìn)行表征。在室溫、操作壓力0.1 MPa下,以蒸餾水和500 mg/L的聚乙二醇600(Polyethylene glycol,簡(jiǎn)稱PEG-600)為基準(zhǔn)物考察了醋酸纖維素膜(CA膜)的分離性能�？疾炝嘶旌先軇┲斜蚇MP的含量、反應(yīng)溫度和致孔劑PEG-400的含量對(duì)醋酸纖維素膜性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:當(dāng)混合溶劑丙酮/NMP中NMP含量為60%(w),丙酮為22.5%(w),反應(yīng)溫度為60℃,致孔劑PEG-400的含量為6%(w)所制得的CA膜,水通量達(dá)150.77 L/(m~2×h~1),截留率達(dá)87.77%。(2)以CA、丙酮、NMP為制膜原材料,氧化高銀作改性劑,利用L-S相轉(zhuǎn)化法制備氧化高銀醋酸纖維素雜化膜,考察了氧化高銀添加量對(duì)雜化膜分離性能、膜形貌以及抗菌性的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:氧化高銀有利于大孔的形成,賦予雜化膜抗菌性,且當(dāng)氧化高銀含量為0.5%(w)時(shí),氧化高銀/醋酸纖維素雜化膜的水通量達(dá)最大值97.39L/(m~2×h~1),且對(duì)大腸桿菌和枯草芽孢桿菌的抑菌圈直徑分別為7.2 mm和6.3 mm。(3)以鈦酸四丁酯(Tetrabutyl titanate,簡(jiǎn)稱TBT)、無水乙醇、冰乙酸為原料,采用溶膠凝膠法制備TiO_2,通過XRD分析得出所制備的TiO_2為銳鈦礦型,屬四方晶系。CA膜作支撐層,間苯二胺(m/Phenylenediamine,MPD)和均苯三甲酰氯(Trimesoyl chloride,TMC)為反應(yīng)活性單體,三乙胺、正己烷為溶劑,十二烷基磺酸鈉(Sodium dodecylsulphate,簡(jiǎn)稱SDS)為表面活性劑,TiO_2為添加劑,通過界面聚合法制備TiO_2/PA膜�？疾炝薚iO_2添加量和添加方式對(duì)改性復(fù)合膜分離性能的影響。并對(duì)膜分離性能、膜的抗菌性進(jìn)行測(cè)試。分離性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:當(dāng)水相TiO_2添加量為4%(w)時(shí),水通量達(dá)最大值97.56L/(m~2×h~1),截留率達(dá)最大值90.81%;當(dāng)油相TiO_2添加量為5%(w)時(shí),水通量達(dá)最大值122.85 L/(m~2×h~1),截留率達(dá)最大值92.91%。抗菌測(cè)試結(jié)果表明:TiO_2/PA膜具有抗菌性。(4)將Ag/TiO_2采用兩種方式添加到PA膜中,探究了各添加量對(duì)復(fù)合膜分離性能的影響,通過膜分離性能測(cè)試確定添加劑的最佳添加量。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可得:水相Ag/TiO_2添加量為0.9%時(shí),水通量達(dá)最大值91.56 L/(m~2×h~1),截留率達(dá)最大值90.46%;油相Ag/TiO_2添加量為0.7%時(shí),水通量達(dá)最大值97.65 L/(m~2×h~1),截留率達(dá)最大值91.85%。
【關(guān)鍵詞】：有機(jī)高分子膜 改性 分離性能 抗菌性
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ051.893
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-13
• 主要符號(hào)表13-14
• 1 前言14-29
• 1.1 課題研究背景14
• 1.2 有機(jī)高分子膜材料14-17
• 1.3 改性CA和PA膜的研究概況17-26
• 1.3.1 改性CA膜的研究概況17-21
• 1.3.2 改性PA膜的研究概況21-26
• 1.4 無機(jī)材料粒子添加到膜中的方法26-27
• 1.5 課題研究的內(nèi)容及意義27-29
• 1.5.1 課題研究的意義27-28
• 1.5.2 課題的研究?jī)?nèi)容28-29
• 2 實(shí)驗(yàn)藥品與儀器29-35
• 2.1 實(shí)驗(yàn)藥品29-30
• 2.2 實(shí)驗(yàn)儀器30
• 2.3 表征手段30-31
• 2.3.1 掃描電子顯微鏡(SEM)30-31
• 2.3.2 能量分散X射線分析(EDX)31
• 2.3.3 X射線衍射(XRD)31
• 2.3.4 紅外光譜分析儀(IR)31
• 2.4 膜分離性能測(cè)試31-32
• 2.4.1 水通量31-32
• 2.4.2 截留率32
• 2.5 聚乙二醇600溶液標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的測(cè)定32-33
• 2.5.1 配置測(cè)試溶液32
• 2.5.2 確定聚乙二醇600溶液的最大吸收波長(zhǎng)32
• 2.5.3 測(cè)定聚乙二醇600溶液的標(biāo)準(zhǔn)曲線32-33
• 2.6 抗菌性能分析33-35
• 3 CA膜的制備及性能研究35-43
• 3.1 實(shí)驗(yàn)原理35
• 3.2 CA膜的制備35-36
• 3.3 結(jié)果與討論36-42
• 3.3.1 CA膜的紅外分析36-37
• 3.3.2 混合溶劑含量對(duì)CA膜分離性能的影響37-38
• 3.3.3 反應(yīng)溫度對(duì)CA膜分離性能的影響38-39
• 3.3.4 PEG-400含量對(duì)CA膜分離性能的影響39-40
• 3.3.5 CA膜的SEM分析40-42
• 3.4 本章小結(jié)42-43
• 4 氧化高銀/CA膜的制備及性能研究43-52
• 4.1 樣品的制備43-44
• 4.1.1 氧化高銀的制備43
• 4.1.2 氧化高銀/CA膜的制備43-44
• 4.2 結(jié)果與討論44-49
• 4.2.1 氧化高銀XRD分析44
• 4.2.2 氧化高銀/CA膜的EDX分析44-46
• 4.2.3 氧化高銀添加量對(duì)氧化高銀/CA膜分離性能的影響46-47
• 4.2.4 氧化高銀/CA膜的SEM分析47-49
• 4.3 抗菌性能分析49-50
• 4.3.1 抗菌實(shí)驗(yàn)過程49
• 4.3.2 殺菌性能分析49-50
• 4.4 本章小結(jié)50-52
• 5 TiO_2/PA膜的制備及性能研究52-64
• 5.1 實(shí)驗(yàn)原理52
• 5.2 PA膜的制備52-54
• 5.2.1 溶液的配置52-53
• 5.2.2 支撐層的制備53
• 5.2.3 PA膜的制備53-54
• 5.3 TiO_2/PA膜的制備54-55
• 5.3.1 TiO_2的制備54
• 5.3.2 TiO_2/PA膜的制備54-55
• 5.4 樣品分析55-58
• 5.4.1 TiO_2的紅外分析55-56
• 5.4.2 TiO_2的XRD分析56-57
• 5.4.3 TiO_2/PA膜的EDX分析57-58
• 5.5 分離性能的測(cè)試58-60
• 5.5.1 TiO_2含量對(duì)TiO_2/PA膜分離性能的影響58-59
• 5.5.2 TiO_2添加方式對(duì)TiO_2/PA膜分離性能的影響59-60
• 5.6 SEM分析60-62
• 5.6.1 PA膜的SEM分析60-61
• 5.6.2 TiO_2/PA膜的SEM分析61-62
• 5.7 抗菌性能分析62-63
• 5.8 本章小結(jié)63-64
• 6 Ag/TiO_2/PA膜的制備及性能研究64-72
• 6.1 樣品的制備64
• 6.1.1 Ag/TiO_2的制備64
• 6.1.2 Ag/TiO_2/PA膜的制備64
• 6.2 樣品的分析64-66
• 6.2.1 Ag/TiO_2的XRD分析64-65
• 6.2.2 Ag/TiO_2/PA膜的EDX分析65-66
• 6.3 分離性能的測(cè)試66-70
• 6.3.1 Ag/TiO_2含量對(duì)Ag/TiO_2/PA膜分離性能的影響66-67
• 6.3.2 Ag/TiO_2添加方式對(duì)Ag/TiO_2/PA膜分離性能的影響67-68
• 6.3.3 Ag/TiO_2/PA膜的SEM分析68-70
• 6.4 抗菌性能分析70
• 6.5 本章小結(jié)70-72
• 7 結(jié)論72-74
• 參考文獻(xiàn)74-81
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果81-82
• 致謝82-83

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：改性CA和PA膜的制備及性能研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：406256