本文關(guān)鍵詞：芳香聚酰胺反滲透復(fù)合膜表面接枝殼聚糖（CS）及其性能研究

  更多相關(guān)文章： 殼聚糖 聚酰胺反滲透復(fù)合膜 表面接枝 耐氧化 抗污染 脫硼酸

【摘要】：芳香聚酰胺反滲透復(fù)合膜是目前市場上反滲透膜的主流產(chǎn)品,它具有高脫鹽率、高機械強度、使用范圍廣、成本低廉等優(yōu)勢,在各行各業(yè)中發(fā)揮著越來越重要的作用。然而芳香聚酰胺反滲透膜本身的一些缺陷會影響膜的使用效果,如反滲透膜抗污染能力較差,耐氧化性能較低以及對硼酸小分子脫除性能不佳等缺點,通過對反滲透膜片表面改性處理,使得膜片表面分離層得到功能化改性,是提高芳香聚酰胺反滲透復(fù)合膜抗污染耐氯等性能的有效方法。本論文主要研究了以殼聚糖(CS)為功能材料,在原有芳香聚酰胺反滲透膜片表面進行接枝改性,獲得具有更好綜合性能的反滲透復(fù)合膜。研究中分別采用過硫酸鉀引發(fā)接枝和戊二醛鏈接接枝兩種手段,將殼聚糖接枝到芳香聚酰胺反滲透復(fù)合膜表面,對于接枝膜片進行了多種手段的化學(xué)表征。采用ATR-FTIR研究膜表面化學(xué)組成變化;采用SEM、AFM觀察膜片表面形貌;運用Zeta電位測定儀對膜片表面流動電位進行表征;運用接觸角測定儀表征膜片的表面親水性。在研究過程中,采用錯流試驗測試法對反滲透膜片的分離性能以及抗污染性能進行評價,采用活性氯靜態(tài)浸泡法研究復(fù)合膜膜片的耐氧化效果,采用甲亞胺-H酸光度法研究膜片的脫硼酸小分子性能。研究結(jié)果如下:(1)實驗研究采用兩種不同的方法將殼聚糖接枝于聚酰胺反滲透復(fù)合膜表面,分別是過硫酸鉀引發(fā)接枝法和戊二醛鏈接接枝法。紅外光譜(FTIR)顯示,采用過硫酸鉀可以成功將殼聚糖接枝于聚酰胺反滲透膜表面,接枝改性后膜片表面親水性增強,降低了膜片表面電量,膜片表面粗糙度有所增加。膜片改性后通量有所下降但對于NaCl的截留率有明顯提高。同樣運用ATR-FTIR能夠證明戊二醛可以將殼聚糖接枝于聚酰胺反滲透膜片表面。改性后膜片親水性增強,膜片表面電量降低且膜表面粗糙度增加。(2)對兩種接枝改性膜片進行抗污染實驗,分別用三種污染物(BSA、SDS、DTAB)對膜片進行污染發(fā)現(xiàn),過硫酸鉀接枝膜片和戊二醛鏈接接枝膜片對BSA和SDS、DTAB均顯示出優(yōu)于原始膜片的抗污染性能。(3)對兩種接枝改性膜片進行抗氧化實驗,采用次氯酸鈉溶液浸泡處理法對膜片進行氧化實驗,通過測試處理后膜片對于NaCl的截留率判斷反滲透膜的抗氧化性能。結(jié)果發(fā)現(xiàn),過硫酸鉀改性接枝膜片在經(jīng)過36000 ppm·h次氯酸鈉溶液處理后,原始膜片脫鹽率下降了16.5%,改性后膜片僅下降了2.4%;戊二醛鏈接接枝膜片在經(jīng)過36000 ppm·h次氯酸鈉溶液處理后,原始膜片脫鹽率下降了16.5%,改性膜片僅下降了1.9%。改性后膜片顯示出優(yōu)越的耐氧化性能,且戊二醛鏈接接枝改性膜片效果更好。(4)對兩種改性膜片進行脫硼酸實驗測試,研究過程中采用甲亞胺-H酸光度法測試聚酰胺反滲透膜片對于硼酸的脫除率。相比較于原始反滲透膜片,兩種改性膜片均表現(xiàn)出更優(yōu)的脫硼效果。經(jīng)過過硫酸鉀改性處理后,殼聚糖接枝聚酰胺膜的脫硼率相比較于原膜提高了19.6%;經(jīng)過戊二醛改性處理后,殼聚糖接枝聚酰胺膜的脫硼率提高了40.5%。
【關(guān)鍵詞】：殼聚糖 聚酰胺反滲透復(fù)合膜 表面接枝 耐氧化 抗污染 脫硼酸
【學(xué)位授予單位】：浙江理工大學(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5-7
• Abstract7-13
• 第一章 緒論13-34
• 1.1 分離膜技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀13-14
• 1.2 反滲透膜應(yīng)用中遇到的問題14-21
• 1.2.1 芳香聚酰胺反滲透復(fù)合膜污染問題14-16
• 1.2.2 芳香聚酰胺反滲透復(fù)合膜氧化問題16-19
• 1.2.3 芳香聚酰胺反滲透復(fù)合膜脫除硼酸問題19-21
• 1.3 芳香聚酰胺反滲透復(fù)合膜接枝改性21-32
• 1.3.1 等離子引發(fā)接枝法22-23
• 1.3.2 光引發(fā)接枝法23-24
• 1.3.3 鏈接-轉(zhuǎn)移接枝法24-27
• 1.3.4 氧化還原引發(fā)接枝法27-30
• 1.3.5 初生態(tài)聚酰胺膜接枝法30-32
• 1.4 論文研究意義和主要內(nèi)容32-34
• 1.4.1 研究意義32-33
• 1.4.2 主要內(nèi)容33-34
• 第二章 實驗部分34-45
• 2.1 實驗儀器設(shè)備與原料試劑34-36
• 2.2 芳香聚酰胺復(fù)合膜表面接枝改性方法36-38
• 2.3 芳香聚酰胺復(fù)合膜的表征38-41
• 2.3.1 傅里葉變換紅外光譜（FTIR）表征38
• 2.3.2 場發(fā)射掃描電子顯微鏡（FE-SEM）表征38-39
• 2.3.3 原子力顯微鏡（AFM）表征39
• 2.3.4 靜態(tài)接觸角測定39-40
• 2.3.5 膜表面流動電位測定40-41
• 2.4 復(fù)合膜分離性能評價41-42
• 2.5 復(fù)合膜抗污染性能研究42-43
• 2.6 聚酰胺反滲透復(fù)合膜耐氯性能研究43
• 2.7 聚酰胺反滲透復(fù)合膜脫硼酸性能研究43-45
• 第三章 過硫酸鉀引發(fā)接枝殼聚糖45-70
• 3.1 復(fù)合膜表面性質(zhì)研究46-54
• 3.1.1 紅外光譜（FTIR-ATR）46-48
• 3.1.2 場發(fā)射掃描電鏡（FE-SEM）48-49
• 3.1.3 原子力掃描顯微鏡（AFM）49-52
• 3.1.4 Zeta電位52-54
• 3.1.5 復(fù)合膜表面接觸角測定54
• 3.2 復(fù)合膜分離性能研究54-58
• 3.2.1 CS濃度對分離性能的影響55
• 3.2.2 K_2S_2O_8濃度對分離性能的影響55-57
• 3.2.3 熱處理溫度對分離性能的影響57
• 3.2.4 熱處理時間對分離性能的影響57-58
• 3.3 復(fù)合膜耐氯性能研究58-61
• 3.4 復(fù)合膜抗污染性能研究61-65
• 3.4.1 牛血清蛋白污染實驗61-62
• 3.4.2 十二烷基硫酸鈉污染實驗62-64
• 3.4.3 十二烷基三甲基溴化銨污染實驗64-65
• 3.5 聚酰胺反滲透復(fù)合膜脫硼酸性能研究65-68
• 3.5.1 pH條件對于硼酸脫除效果的影響65-66
• 3.5.2 進料液硼酸濃度對于硼酸脫除效果的影響66-67
• 3.5.3 進料液NaCl濃度對于硼酸脫除效果的影響67-68
• 3.6 小結(jié)68-70
• 第四章 戊二醛鏈接接枝殼聚糖70-94
• 4.1 復(fù)合膜表面性質(zhì)研究71-78
• 4.1.1 紅外光譜（FTIR-ATR）71-72
• 4.1.2 場發(fā)射掃描電鏡（FE-SEM）72-73
• 4.1.3 原子力掃描顯微鏡（AFM）73-76
• 4.1.4 Zeta電位76-78
• 4.1.5 復(fù)合膜表面接觸角測定78
• 4.3 復(fù)合膜分離性能研究78-82
• 4.3.1 CS濃度對分離性能的影響79-80
• 4.3.2 GA濃度對分離性能的影響80-81
• 4.3.3 熱處理溫度對分離性能的影響81
• 4.3.4 熱處理時間對分離性能的影響81-82
• 4.4 芳香聚酰胺反滲透復(fù)合膜耐氯性能研究82-85
• 4.5 芳香聚酰胺反滲透復(fù)合膜抗污染性能研究85-89
• 4.5.1 牛血清蛋白（BSA）污染實驗85-87
• 4.5.2 十二烷基硫酸鈉（SDS）污染實驗87-88
• 4.5.3 十二烷基三甲基溴化銨（DTAB）污染實驗88-89
• 4.6 芳香聚酰胺反滲透復(fù)合膜脫硼酸性能研究89-92
• 4.6.1 pH條件對于硼酸脫除效果的影響89-90
• 4.6.2 進料液硼酸濃度對于硼酸脫除效果的影響90-91
• 4.6.3 進料液NaCl濃度對于硼酸脫除效果的影響91-92
• 4.7 小結(jié)92-94
• 第五章 結(jié)論與展望94-97
• 5.1 結(jié)論94-96
• 5.2 展望96-97
• 參考文獻97-106
• 致謝106-107
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文107

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 翟曉飛;孟建強;張宇峰;李冉;;次氯酸鈉溶液對反滲透復(fù)合膜的改性[J];天津工業(yè)大學(xué)學(xué)報;2011年02期

2 高從階,魯學(xué)仁,張建飛,鮑志國;反滲透復(fù)合膜的發(fā)展[J];膜科學(xué)與技術(shù);1993年03期

3 郭春禹,田長平,金磊;對芳香聚酰胺海水反滲透復(fù)合膜元件高壓測試系統(tǒng)的修正[J];膜科學(xué)與技術(shù);2001年06期

4 周勇;俞三傳;高從X&;;反滲透復(fù)合膜(Ⅰ)結(jié)構(gòu)與性能[J];化工學(xué)報;2006年06期

5 楊峰;吳良英;鄭敏;潘巧明;;超低壓反滲透復(fù)合膜研制[J];水處理技術(shù);2007年11期

6 吳禮光;周勇;張林;陳歡林;高從X&;;反滲透復(fù)合膜功能材料研究進展[J];化學(xué)進展;2008年Z2期

7 鄔迪華;朱碧文;俞三傳;;反滲透復(fù)合膜的表面特性及表面改性[J];水處理技術(shù);2009年05期

8 黃燕;王鐸;;非無紡布支撐反滲透復(fù)合膜的制備及其性能研究[J];功能材料;2011年07期

9 高從X&;楊尚保;;反滲透復(fù)合膜技術(shù)進展和展望[J];膜科學(xué)與技術(shù);2011年03期

10 張邁生;用水合氧化鐵——醋酸纖維素反滲透復(fù)合膜從水溶液中分離稀土[J];稀土;1984年04期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 齊麗環(huán);安樹林;;反滲透復(fù)合膜的研究進展及其應(yīng)用[A];第三屆中國膜科學(xué)與技術(shù)報告會論文集[C];2007年

2 俞三傳;鄭根江;高從X&;;反滲透復(fù)合膜研究開發(fā)及其產(chǎn)業(yè)化[A];第二屆中國膜科學(xué)與技術(shù)報告會論文集[C];2005年

3 黃燕;王鐸;高從X&;;非無紡布支撐反滲透復(fù)合膜的制備及其性能研究[A];第四屆中國膜科學(xué)與技術(shù)報告會論文集[C];2010年

4 康國棟;曹義鳴;袁權(quán);;反滲透復(fù)合膜表面接枝改性的研究[A];第一屆海水淡化與水再利用西湖論壇論文集[C];2006年

5 李從舉;;基于電紡納米纖維的反滲透復(fù)合膜研制[A];中國化學(xué)會第29屆學(xué)術(shù)年會摘要集——第31分會：靜電紡絲技術(shù)與納米纖維[C];2014年

6 楊峰;吳良英;鄭敏;潘巧明;;超低壓反滲透復(fù)合膜研制[A];第一屆海水淡化與水再利用西湖論壇論文集[C];2006年

7 周勇;俞三傳;金可勇;劉立芬;高從X&;;聚酰胺-氨基甲酸酯型反滲透復(fù)合膜的制備和表征[A];第一屆全國化學(xué)工程與生物化工年會論文摘要集(上)[C];2004年

8 武春瑞;張守海;顏春;蹇錫高;;新型耐高溫低壓反滲透復(fù)合膜的分離性能研究[A];第一屆全國化學(xué)工程與生物化工年會論文摘要集(上)[C];2004年

9 王鐸;婁紅瑞;王倩;高從X&;;聚酯酰胺反滲透復(fù)合膜的制備及性能研究[A];第一屆海水淡化與水再利用西湖論壇論文集[C];2006年

10 劉雪松;俞三傳;;芳香聚酰胺反滲透復(fù)合膜的表面功能化修飾及性能[A];第四屆中國膜科學(xué)與技術(shù)報告會論文集[C];2010年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 于洋 記者 李泳溈;海水淡化反滲透復(fù)合膜制備設(shè)備研制成功[N];吉林日報;2012年

2 于洋 張兆軍;海水淡化反滲透膜不再依賴進口[N];科技日報;2012年

3 馬揚;海水淡化及純水制備技術(shù)研究獲重要突破[N];中國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報;2005年

4 于柏林;我國擁有耐氯高性能反滲透膜技術(shù)[N];中國化工報;2005年

5 馬揚;我國凈水技術(shù)獲重要突破[N];中國石油報;2005年

6 ;首屆中國膜工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎獲獎項目[N];科技日報;2005年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 劉立芬;關(guān)鍵功能單體合成及基于界面聚合原位改性反滲透復(fù)合膜的制備與性能研究[D];浙江大學(xué);2012年

2 周勇;高性能反滲透復(fù)合膜及其功能單體制備研究[D];浙江大學(xué);2006年

3 徐國榮;基于納米纖維的反滲透復(fù)合膜的制備及性能研究[D];北京化工大學(xué);2014年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 孫昌盛;芳香聚酰胺反滲透復(fù)合膜表面接枝殼聚糖（CS）及其性能研究[D];浙江理工大學(xué);2016年

2 婁紅瑞;聚酯酰胺反滲透復(fù)合膜的制備與表征[D];中國海洋大學(xué);2007年

3 徐德志;新型耐氧化含氟聚酰胺反滲透復(fù)合膜的研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2012年

4 林賽賽;4-氨基吡啶衍生物催化超支化聚合物制備高性能反滲透復(fù)合膜[D];浙江大學(xué);2012年

5 茅佩卿;新型聚酰亞胺—酯反滲透復(fù)合膜材料功能單體制備及成膜過程研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2011年

6 董冰巖;聚酰胺反滲透復(fù)合膜的氯化降解及其修復(fù)的研究[D];浙江理工大學(xué);2015年

7 王麗;介孔SiO_2/聚酰胺反滲透復(fù)合膜的制備[D];中國海洋大學(xué);2010年

8 朱繪麗;水和鹽分子在反滲透膜中溶解擴散過程的分子模擬[D];中國海洋大學(xué);2011年

9 鄔迪華;芳香聚酰胺復(fù)合膜的表面溫敏性修飾[D];浙江理工大學(xué);2010年

10 潘斯源;反滲透復(fù)合膜中質(zhì)子傳輸及其對其他離子和有機物傳輸?shù)挠绊懷芯縖D];浙江工業(yè)大學(xué);2011年

，

本文編號：642825