本文關(guān)鍵詞：聚氯乙烯基中空纖維復(fù)合膜制備及其性能研究

  更多相關(guān)文章： 納濾 PVC 雙荷電復(fù)合層 胺化 界面聚合 冷凍

【摘要】：納濾是介于超濾和反滲透之間的壓力驅(qū)動膜分離過程,因其高效的分離性能在水處理等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。納濾過程的核心是納濾膜,因此制備高性能的納濾膜是進(jìn)一步提高納濾分離效率的關(guān)鍵。本文圍繞PVC基中空纖維納濾膜制備的主題,以PVC中空纖維微孔膜為基膜,分別采用常規(guī)界面聚合法、胺化-界面聚合法和冷凍界面聚合法制備了納濾膜,主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下：以PVC中空纖維微孔膜為基膜,以PIP為水相單體,TMC為有機(jī)相單體,采用常規(guī)界面聚合工藝制備了PVC基中空纖維納濾膜。重點(diǎn)探討了水相涂覆后吹掃工藝對膜性能的影響。實(shí)驗結(jié)果表明吹掃氣通過影響水相層的完整性及水相層中PIP的實(shí)際濃度影響最終復(fù)合膜的性能。當(dāng)吹掃氣線速度為8 m/s,吹掃時間為5 min,PIP濃度為0.30%,TMC濃度為0.1%時,所制備的復(fù)合納濾膜0.35MPa下對1000 mg/L的MgSO4水溶液截留率約96.4%,相應(yīng)通量為24.1 L·m-2·h-1。所制備復(fù)合納濾膜對自來水具有良好的軟化效果,并且對絕大部分重金屬離子和潛在小分子有機(jī)污染物有不錯的去除效果。提出了具有雙荷電復(fù)合層結(jié)構(gòu)的復(fù)合納濾膜,并通過胺化-界面聚合法制備了具有雙荷電復(fù)合層結(jié)構(gòu)的PVC基納濾膜。該納濾膜對各鹽的截留率為：R[MgCl2]99.0%,R[MgSO4]99.0%,R[CaCl2]≈98.5%, R[Pb(NO3)2]≈95.7%,R[Na2SO4]≈96.0%,純水通量約30 L·m-2·h-1 (0.35MPa),實(shí)現(xiàn)了對多價陰陽離子的同步截留。另外,我們還初步探討了雙荷電復(fù)合層復(fù)合膜對鹽離子的截留機(jī)理,結(jié)果表明,雙荷電層對鹽離子的共同截留作用是實(shí)現(xiàn)同步分離多價陰陽離子的主要原因。預(yù)計該類型的納濾膜在飲用水深度處理及反滲透海水淡化預(yù)處理等方面具有良好的應(yīng)用前景。在常規(guī)界面聚合工藝的基礎(chǔ)上,在水相涂覆后引入了冷凍工序,通過降低界面聚合反應(yīng)區(qū)的溫度來控制界面聚合進(jìn)程,制得了疏松且相對規(guī)整的復(fù)合層。冷凍時間為6min所制備的復(fù)合納濾膜對1000 mg/L MgSO4水溶液的截留率為96.0%,水通量為52L·m-2·h-1 (0.35MPa),相比常規(guī)界面聚合法提高了一倍多。另外,采用冷凍界面聚合法制備的復(fù)合納濾膜具有相對光滑的表面,預(yù)計具有良好的抗污染性能。
【關(guān)鍵詞】：納濾 PVC 雙荷電復(fù)合層 胺化 界面聚合 冷凍
【學(xué)位授予單位】：天津工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ342.8;TQ051.893
【目錄】：

• 學(xué)位論文的主要創(chuàng)新點(diǎn)3-4
• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 文獻(xiàn)綜述8-28
• 1.1 膜分離技術(shù)發(fā)展概述8-13
• 1.1.1 膜及膜分離技術(shù)簡介8-9
• 1.1.2 膜的定義及分類9-10
• 1.1.3 主要膜分離過程及研究進(jìn)展10-13
• 1.2 納濾13-23
• 1.2.1 納濾簡介13-15
• 1.2.2 納濾膜制備及改性方法15-20
• 1.2.3 納濾膜分離機(jī)理20-21
• 1.2.4 納濾膜的應(yīng)用21-22
• 1.2.5 納濾膜的保存22-23
• 1.3 中空纖維納濾膜的研究23
• 1.4 聚氯乙烯微孔膜及其改性23-25
• 1.4.1 基于碳氯鍵(C-Cl)的親核取代24-25
• 1.5 課題的提出及主要研究思路25-28
• 第二章 實(shí)驗部分28-34
• 2.1 實(shí)驗原料及設(shè)備28-29
• 2.1.1 主要實(shí)驗材料28-29
• 2.1.2 主要實(shí)驗設(shè)備29
• 2.2 實(shí)驗方法29-34
• 2.2.1 分析測試方法29-30
• 2.2.2 分離性能測試方法30-31
• 2.2.3 加標(biāo)測試31-34
• 第三章 PVC基中空纖維復(fù)合納濾膜的制備及其應(yīng)用研究34-44
• 3.1 引言34
• 3.2 復(fù)合納濾膜的制備34
• 3.3 結(jié)果與討論34-41
• 3.3.1 復(fù)合膜表面形貌及荷電性分析35-36
• 3.3.2 界面聚合關(guān)鍵因素36-39
• 3.3.3 穩(wěn)定運(yùn)行實(shí)驗39-40
• 3.3.4 加標(biāo)測試40-41
• 3.4 本章小結(jié)41-44
• 第四章 胺化-界面聚合法制備PVC基雙荷電層納濾膜44-56
• 4.1 引言44
• 4.2 PVC基雙荷電層納濾膜的制備44-45
• 4.3 結(jié)果與討論45-53
• 4.3.1 PVC胺化反應(yīng)的驗證45-47
• 4.3.2 雙荷電復(fù)合層的表征47-49
• 4.3.3 ANF膜的分離性能49-51
• 4.3.4 雙電層復(fù)合層的傳質(zhì)分離機(jī)理初探51-53
• 4.4 本章小結(jié)53-56
• 第五章 冷凍界面聚合法制備高通量復(fù)合納濾膜56-62
• 5.1 引言56
• 5.2 冷凍界面聚合法制備復(fù)合納濾膜56
• 5.3 結(jié)果與討論56-61
• 5.3.1 XPS元素分析57
• 5.3.2 AFM分析57-58
• 5.3.3 復(fù)合膜微結(jié)構(gòu)分析58-59
• 5.3.4 冷凍處理對膜機(jī)械性能的影響59-60
• 5.3.5 FNF-PVC膜的分離性能60-61
• 5.4 本章小結(jié)61-62
• 第六章 結(jié)論與展望62-64
• 6.1 主要結(jié)論62
• 6.2 主要創(chuàng)新點(diǎn)62-63
• 6.3 研究展望63-64
• 參考文獻(xiàn)64-72
• 發(fā)表論文和參加科研情況說明72-74
• 致謝74

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