本文關(guān)鍵詞：親水性聚合物和碳納米材料改性聚偏氟乙烯超濾膜的研究

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【摘要】：本篇文章基于聚偏氟乙烯超濾膜的親水改性研究出了三種復(fù)合膜,以增強其實際應(yīng)用效果和應(yīng)用范圍。聚偏氟乙烯／聚乙烯醇／羧基化多壁碳納米管復(fù)合超濾膜通過共混和非溶劑致相轉(zhuǎn)化法制備,研究了不同含量的羧基化多壁碳納米管對復(fù)合膜性能的影響。FT-IR光譜證明了羧基的引入,SEM圖像顯示出斷面的非對稱結(jié)構(gòu)以及“海綿狀”結(jié)構(gòu),AFM分析出更親水的表面形貌。當羧基化多壁碳納米管的含量為0.09wt.%時呈最優(yōu)親水性和滲透性能。純水通量達到該系列的峰值126.6 L·m~(-2)·h~(-1),通量恢復(fù)率相上升17.0%,以及最佳的污染抵抗率�？紫堵始皠討B(tài)接觸角實驗驗證了上述結(jié)果。復(fù)合膜對葡聚糖600k的截留率達到91.0%�？估瓘姸�、斷裂伸長率和楊氏模量在羧基化多壁碳納米管含量為0.12wt.%時分別提高了60.0%,21 5.5%和56.7%。聚偏氟乙烯／聚乙烯醇縮丁醛／F-127纏繞的富勒烯復(fù)合超濾膜通過共混和非溶劑致相轉(zhuǎn)化法制備,研究了不同含量的富勒烯對復(fù)合膜結(jié)構(gòu)和性能的影響。并通過SEM, FT-IR, AFM, XPS和TG進行表征,驗證了斷面的非對稱結(jié)構(gòu)、羥基的引入、更親水的表面形貌、含氧量上升和出色的熱穩(wěn)定性。F-127和富勒烯最佳的添加罱分別1.0 wt.%和0.100 wt.%。此時,純水通量達到該系列峰值、通量恢復(fù)率翻了一倍、可逆污染率上升且非可逆污染率下降。動態(tài)接觸角驗證了膜表面親水性的提升。F-127纏繞的富勒烯對機械性能、孔隙率、截留分子量和孔徑分布的影響也被研究。此外該系列膜可為蛋白質(zhì)廢水分離提供不同方案。聚偏氟乙烯／聚乙烯醇／海藻酸鈣復(fù)合膜通過浸沒涂覆法在復(fù)合膜表面包裹海藻酸鈣凝膠層。制備的膜擁有優(yōu)異的抗污染性能,通量恢復(fù)率達99.2%,且經(jīng)過六次污染后幾乎無衰減,總污染僅為10.5%。
【關(guān)鍵詞】：聚偏氟乙烯膜 親水性 共混 非溶劑致相轉(zhuǎn)化法 浸沒涂覆法
【學(xué)位授予單位】：上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ051.893
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-17
• 1.1 概述11-13
• 1.1.1 膜分離技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀11
• 1.1.2 聚偏氟乙烯膜11
• 1.1.3 聚偏氟乙烯膜的改性11-13
• 1.2 親水性聚合物對膜材料的改性研究13-14
• 1.2.1 親水性聚合物13
• 1.2.2 親水性聚合物對膜材料的親水改性13-14
• 1.3 碳納米材料對膜材料的改性研究14-16
• 1.3.1 碳納米材料14-15
• 1.3.2 碳納米材料對膜材料的親水改性15-16
• 1.4 本課題的研究內(nèi)容和意義16-17
• 第2章 新型親水性PVDF/PVA/MWCNTs-COOH復(fù)合超濾膜的制備與表征17-36
• 2.1 前言17-18
• 2.2 實驗部分18-22
• 2.2.1 實驗材料及試劑18
• 2.2.2 羧基化多壁碳納米管18-19
• 2.2.3 PVDF/PVA復(fù)合膜的制備19-20
• 2.2.4 PVDF/PVA復(fù)合膜的表征20-22
• 2.3 結(jié)果與討論22-35
• 2.3.1 PVDF/PVA復(fù)合膜及改性PVDF/PVA復(fù)合膜的FT-IR分析22-23
• 2.3.2 改性PVDF/PVA復(fù)合膜的形貌23-25
• 2.3.3 改性PVDF/PVA復(fù)合膜的AFM分析25-27
• 2.3.4 純水通量27-29
• 2.3.5 抗污染能力29-30
• 2.3.6 動態(tài)接觸角30-31
• 2.3.7 孔徑、孔徑分布及截留分子量(MWCU)31-34
• 2.3.8 機械性能34-35
• 2.4 本章小結(jié)35-36
• 第3章 新型PVDF/PVB/F-127纏繞的富勒烯復(fù)合超濾膜的制備與應(yīng)用36-61
• 3.1 前言36-37
• 3.2 實驗部分37-41
• 3.2.1 實驗材料及試劑37
• 3.2.2 F-127纏繞的富勒烯的制備37-38
• 3.2.3 PVDF/PVB復(fù)合膜的制備38
• 3.2.4 PVDF/PVB復(fù)合膜的表征38-41
• 3.3 結(jié)果與討論41-59
• 3.3.1 不同PVDF/PVB復(fù)合膜的紅外光譜分析41-43
• 3.3.2 不同PVDF/PVB復(fù)合膜的XPS分析43-44
• 3.3.3 不同PVDF/PVB復(fù)合膜的熱重分析44
• 3.3.4 不同PVDF/PVB復(fù)合膜的掃描電鏡分析44-48
• 3.3.5 不同PVDF/PVB復(fù)合膜的原子力顯微鏡分析48-50
• 3.3.6 PVDF/PVB復(fù)合膜的滲透性能50-52
• 3.3.7 抗污染性能和親水性52-56
• 3.3.8 孔隙率、截留分子量、孔徑分布和機械性能56-58
• 3.3.9 蛋白質(zhì)截留實驗58-59
• 3.4 本章小結(jié)59-61
• 第4章 具有海藻酸鈣(CaAlg)凝膠層的PVDF/PVA復(fù)合超濾膜的制備與研究61-70
• 4.1 前言61-62
• 4.2 實驗部分62-64
• 4.2.1 實驗材料及試劑62
• 4.2.2 PVDF/PVA復(fù)合膜的制備62
• 4.2.3 浸沒涂覆制備PVDF/PVA/CaAlg復(fù)合膜62-63
• 4.2.4 PVDF/PVA/CaAlg復(fù)合膜的測試與表征63-64
• 4.3 結(jié)果與討論64-69
• 4.3.1 PVDF/PVA/CaAlg復(fù)合膜的掃描電鏡分析64-65
• 4.3.2 純水通量65-67
• 4.3.3 抗污染能力67-69
• 4.4 本章小結(jié)69-70
• 第5章 結(jié)論與展望70-72
• 5.1 全文總結(jié)70
• 5.2 論文特色和創(chuàng)新70-71
• 5.3 本文不足與展望71-72
• 參考文獻72-80
• 致謝80-81
• 攻讀學(xué)位期間所開展的科研項目和發(fā)表的學(xué)術(shù)論文81-82

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本文編號：612968