本文關(guān)鍵詞：新型耐污染反滲透復(fù)合膜的結(jié)構(gòu)控制與性能研究

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【摘要】：反滲透是當(dāng)今海水淡化的主流技術(shù),但通用的芳香聚酰胺反滲透復(fù)合膜普遍存在易污染和易氧化等問題,提高反滲透復(fù)合膜的耐污染和抗氧化性能是國內(nèi)外反滲透膜領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。本文從分子設(shè)計(jì)的角度合成了一種新型的的樹枝狀大分子——均苯三甲酰胺-胺(TMAAM),再將它與1,3-二氨基-2-丙醇組合作為水相多元胺功能單體與均苯三甲酰氯進(jìn)行界面聚合,制備了一系列新型的聚酰胺反滲透復(fù)合膜,并對(duì)它們的耐污染和抗氧化性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)。具體結(jié)論如下:(1)以均苯三甲酰氯(TMC)和1,3-二氨基-2-丙醇(DAP)為起始原料,通過酯化、酰胺化和酯胺解反應(yīng)3步法合成得到均苯三甲酰胺-胺(TMAAM),并優(yōu)化了合成工藝。考察了甲醇用量、縛酸劑種類及用量、原料DAP用量等對(duì)反應(yīng)收率的影響,并分析了酯胺解反應(yīng)機(jī)理。采用紅外光譜(IR)、核磁(NMR)和高分辨質(zhì)譜儀(HRMS)分析了產(chǎn)品的化學(xué)結(jié)構(gòu)。該法反應(yīng)條件溫和,操作簡單,后處理方便,且具有較高的反應(yīng)經(jīng)濟(jì)性,總的產(chǎn)品收率最高可達(dá)57%,且較理想的合成工藝是:酯化反應(yīng)中甲醇與TMC的摩爾比為2.0~2.5;酰胺化反應(yīng)中以三乙胺/DMF為復(fù)合縛酸劑;酯胺解反應(yīng)中DAP與中間體的摩爾比為5.0~5.8。(2)以DAP和TMAAM作為組合多元胺與TMC進(jìn)行界面聚合制備了系列新的聚酰胺反滲透膜,包括DAP-TMC、TMAAM-TMC、DAP/TMAAM-TMC和DAP-TMAAM-TMC四種膜,并探討了單體濃度、反應(yīng)時(shí)間及后處理溫度等制膜工藝條件對(duì)膜性能的影響。采用掃描電鏡(SEM)、原子力顯微鏡(AFM)、全反射傅里葉變換紅外光譜(FTIR-ATR)、X-射線光電子能譜(XPS)對(duì)膜的活性層結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。通過西湖原水進(jìn)行動(dòng)態(tài)反滲透污染實(shí)驗(yàn)和靜態(tài)活性氯浸泡實(shí)驗(yàn),考察了四種膜的耐污染、抗氧化性能,并與常規(guī)芳香聚酰胺反滲透復(fù)合膜(MPD-TMC)進(jìn)行了平行比較。結(jié)果表明,DAP-TMC、DAP/TMAAM-TMC、DAP-TMAAM-TMC和TMAAM-TMC膜相比常規(guī)MPD-TMC膜具有更好的耐污染和抗氧化性能。
【關(guān)鍵詞】：均苯三甲酰胺-胺(TMAAM) 1 3-二氨基-2-丙醇(DAP) 均苯三甲酰氯(TMC) 反滲透復(fù)合膜 耐污染和抗氧化
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)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9-11
• Abstract11-14
• 符號(hào)說明14-15
• 第一章 文獻(xiàn)綜述15-29
• 1.1 反滲透15-19
• 1.1.1 反滲透的概述15
• 1.1.2 反滲透的發(fā)展15-16
• 1.1.3 反滲透的應(yīng)用16-17
• 1.1.4 反滲透膜17-19
• 1.2 反滲透復(fù)合膜的制備方法19-20
• 1.2.1 支撐膜性質(zhì)19
• 1.2.2 界面聚合條件19
• 1.2.3 后處理工藝19-20
• 1.3 反滲透膜在應(yīng)用中存在的問題—-易污染、易氧化20-21
• 1.3.1 膜污染20
• 1.3.2 膜氧化20-21
• 1.4 提高反滲透復(fù)合膜耐污染和抗氧化性的方法21-27
• 1.4.1 表面改性21-22
• 1.4.2 混合基質(zhì)法22-23
• 1.4.3 開發(fā)新的膜材料23-27
• 1.5 本課題的提出及主要工作27-29
• 第二章 關(guān)鍵功能單體的合成29-42
• 2.1 前言29-30
• 2.2 合成方法30-31
• 2.3 實(shí)驗(yàn)部分31-36
• 2.3.1 實(shí)驗(yàn)儀器與試劑31-32
• 2.3.2 TMAAM的合成32-34
• 2.3.3 化合物結(jié)構(gòu)解析34-36
• 2.4 結(jié)果與討論36-41
• 2.4.1 合成路線的選擇36-37
• 2.4.2 中間體MOCPCAP合成條件的探討37-39
• 2.4.3 TMAAM的合成條件探討39-41
• 2.5 本章小結(jié)41-42
• 第三章 反滲透復(fù)合膜的制備與結(jié)構(gòu)分析42-65
• 3.1 前言42
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分42-47
• 3.2.1 原料與試劑42-43
• 3.2.2 儀器與裝置43-44
• 3.2.3 反滲透復(fù)合膜的制備44-45
• 3.2.4 反滲透復(fù)合膜分離性能測試45
• 3.2.5 反滲透復(fù)合膜分離活性層結(jié)構(gòu)分析45-47
• 3.3 結(jié)果與討論47-64
• 3.3.1 反滲透復(fù)合膜超薄活性層結(jié)構(gòu)的表征47-53
• 3.3.2 反滲透復(fù)合膜的分離性能53-55
• 3.3.3 成膜工藝對(duì)反滲透復(fù)合膜分離性能的影響55-64
• 3.4 本章小結(jié)64-65
• 第四章 反滲透復(fù)合膜的耐氧化和抗污染性分析65-78
• 4.1 前言65
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分65-66
• 4.2.1 膜65
• 4.2.2 試劑與藥品65-66
• 4.2.3 接觸角測試66
• 4.2.4 動(dòng)態(tài)污染實(shí)驗(yàn)66
• 4.2.5 靜態(tài)活性氯浸泡實(shí)驗(yàn)66
• 4.3 結(jié)果與討論66-76
• 4.3.1 反滲透復(fù)合膜耐污染性能評(píng)價(jià)66-69
• 4.3.2 反滲透復(fù)合膜抗氧化性能評(píng)價(jià)69-76
• 4.4 本章小結(jié)76-78
• 第五章 結(jié)論與展望78-81
• 5.1 結(jié)論78-79
• 5.2 展望79-81
• 參考文獻(xiàn)81-89
• 致謝89-90
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄90-91
• 附錄91-93

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