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(chǎng)上反滲透膜的主流產(chǎn)品,它具有高脫鹽率、高機(jī)械強(qiáng)度、使用范圍廣、成本低廉等優(yōu)勢(shì),在各行各業(yè)中發(fā)揮著越來(lái)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(huì)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(duì)硼酸小分子脫除性能不佳等缺點(diǎn),通過(guò)對(duì)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(jìn)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(guò)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(duì)于接枝膜片進(jìn)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(guān)察膜片表面形貌;運(yùn)用Zeta電位測(cè)定儀對(duì)膜片表面流動(dòng)電位進(jìn)行表征;運(yùn)用接觸角測(cè)定儀表征膜片的表面親水性。在研究過(guò)程中,采用錯(cuò)流試驗(yàn)測(cè)試法對(duì)反滲透膜片的分離性能以及抗污染性能進(jìn)行評(píng)價(jià),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(shí)驗(yàn)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(guò)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(guò)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(qiáng),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(duì)于NaCl的截留率有明顯提高。同樣運(yùn)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(qiáng),膜片表面電量降低且膜表面粗糙度增加。(2)對(duì)兩種接枝改性膜片進(jìn)行抗污染實(shí)驗(yàn),分別用三種污染物(BSA、SDS、DTAB)對(duì)膜片進(jìn)行污染發(fā)現(xiàn),過(guò)硫酸鉀接枝膜片和戊二醛鏈接接枝膜片對(duì)BSA和SDS、DTAB均顯示出優(yōu)于原始膜片的抗污染性能。(3)對(duì)兩種接枝改性膜片進(jìn)行抗氧化實(shí)驗(yàn),采用次氯酸鈉溶液浸泡處理法對(duì)膜片進(jìn)行氧化實(shí)驗(yàn),通過(guò)測(cè)試處理后膜片對(duì)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(guò)硫酸鉀改性接枝膜片在經(jīng)過(guò)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(guò)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(duì)兩種改性膜片進(jìn)行脫硼酸實(shí)驗(yàn)測(cè)試,研究過(guò)程中采用甲亞胺-H酸光度法測(cè)試聚酰胺反滲透膜片對(duì)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(guò)過(guò)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(guò)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：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(wèn)題14-21
• 1.2.1 芳香聚酰胺反滲透復(fù)合膜污染問(wèn)題14-16
• 1.2.2 芳香聚酰胺反滲透復(fù)合膜氧化問(wèn)題16-19
• 1.2.3 芳香聚酰胺反滲透復(fù)合膜脫除硼酸問(wèn)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(shí)驗(yàn)部分34-45
• 2.1 實(shí)驗(yàn)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(chǎng)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(cè)定39-40
• 2.3.5 膜表面流動(dòng)電位測(cè)定40-41
• 2.4 復(fù)合膜分離性能評(píng)價(jià)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(guò)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(chǎng)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(cè)定54
• 3.2 復(fù)合膜分離性能研究54-58
• 3.2.1 CS濃度對(duì)分離性能的影響55
• 3.2.2 K_2S_2O_8濃度對(duì)分離性能的影響55-57
• 3.2.3 熱處理溫度對(duì)分離性能的影響57
• 3.2.4 熱處理時(shí)間對(duì)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(shí)驗(yàn)61-62
• 3.4.2 十二烷基硫酸鈉污染實(shí)驗(yàn)62-64
• 3.4.3 十二烷基三甲基溴化銨污染實(shí)驗(yàn)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(duì)于硼酸脫除效果的影響65-66
• 3.5.2 進(jìn)料液硼酸濃度對(duì)于硼酸脫除效果的影響66-67
• 3.5.3 進(jìn)料液NaCl濃度對(duì)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(chǎng)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(cè)定78
• 4.3 復(fù)合膜分離性能研究78-82
• 4.3.1 CS濃度對(duì)分離性能的影響79-80
• 4.3.2 GA濃度對(duì)分離性能的影響80-81
• 4.3.3 熱處理溫度對(duì)分離性能的影響81
• 4.3.4 熱處理時(shí)間對(duì)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(shí)驗(yàn)85-87
• 4.5.2 十二烷基硫酸鈉（SDS）污染實(shí)驗(yàn)87-88
• 4.5.3 十二烷基三甲基溴化銨（DTAB）污染實(shí)驗(yàn)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(duì)于硼酸脫除效果的影響89-90
• 4.6.2 進(jìn)料液硼酸濃度對(duì)于硼酸脫除效果的影響90-91
• 4.6.3 進(jìn)料液NaCl濃度對(duì)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(xiàn)97-106
• 致謝106-107
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文107

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