【摘要】：聚丙烯腈(PAN)基共聚物由于具有良好的熱穩(wěn)定性、耐化學(xué)腐蝕性、機(jī)械性能、易于商品化等優(yōu)點(diǎn),被廣泛用作商業(yè)化多孔膜材料。商品化的PAN基共聚超濾膜已廣泛應(yīng)用于水處理、蛋白質(zhì)純化和食品工業(yè)等領(lǐng)域。然而,PAN基共聚物超濾膜由于本身的疏水性容易導(dǎo)致膜污染,降低了膜的使用壽命增加了生產(chǎn)成本。為解決以上問題,本論文制備了纖維素十六烷基酯(MCC-C16)和硅烷偶聯(lián)劑KH570接枝氧化石墨烯(GO)作為雙親添加劑,提高丙烯腈-丙烯酸甲酯共聚物(P(AN-MA))微孔膜的的親水性和抗污染性能。本論文第二章介紹了以纖維素作為骨架接枝十六烷基鏈,為超親水骨架引入疏水鏈段,制備出雙親纖維素MCC-C16。然后以MCC-C16為添加劑、實(shí)驗(yàn)室自制的P(AN-MA)為膜基體,浸沒沉淀相轉(zhuǎn)化法(NIPS)制備MCC-C1 6/P(AN-MA)復(fù)合膜。分析表征不同含量的MCC-C16對(duì)復(fù)合膜的結(jié)構(gòu)、滲透性、截留率、孔隙率、機(jī)械性能以及抗污染性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)雙親添加劑MCC-C16引入膜體系后,P(AN-MA)復(fù)合膜的滲透性有了明顯增加,當(dāng)MCC-C16的含量達(dá)到5wt.%時(shí),純水通量最高達(dá)到459 L/m2h,BSA分子的截留率最高達(dá)到95.2%,通量恢復(fù)率可達(dá)到86.71%,較P(AN-MA)原膜的純水通量提高1.6倍、截留率提高了34%、通量恢復(fù)率提高了44.46%,同時(shí)過濾過程中膜污染率和膜阻力也有明顯下降。論文第三章利用硅烷偶聯(lián)劑KH570對(duì)GO進(jìn)行接枝改性制備改性氧化石墨烯f-GO,在片層結(jié)構(gòu)中引入長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu),以達(dá)到打開GO片層間距的目的,使其在有機(jī)溶液中更易分散;以f-GO為添加劑、實(shí)驗(yàn)室自制的P(AN-MA)為基體,采用NIPS法制備f-GO/P(AN-MA)復(fù)合膜。分析表征不同含量的f-GO對(duì)復(fù)合膜的結(jié)構(gòu)、滲透性、截留率、孔隙率、機(jī)械性能以及抗污染性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)f-GO為含量為0.5 wt.%時(shí),純水通量達(dá)到最大326 L/m2h;BSA通量達(dá)到最大為245 L/m2h,污染恢復(fù)率達(dá)到最高值為98.16%,BSA蛋白分子截留率高達(dá)99.33%。隨著f-GO含量的增加,f-GO/P(AN-MA)復(fù)合膜的主要膜污染由不可逆污染轉(zhuǎn)變?yōu)榭赡嫖廴?相比于P(AN-MA)原膜總污染降低了30%,過濾膜阻力由4.65 10~(-12)m~(-1)降至1.53 10~(-12)m~(-1),P(AN-MA)復(fù)合膜的抗污染性能有了極大的提升。
【圖文】：

邐第一章前言邐逡逑（１）表面涂覆逡逑表面涂覆是通過化學(xué)物質(zhì)之間通過氫鍵和交聯(lián)的作用，在膜表面引入親水層逡逑或者親水基團(tuán)來增加膜的親水性和抗污染性能［６°］。但是表面涂覆存在一定的問題，，逡逑會(huì)導(dǎo)致表面膜孔被覆蓋，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致涂覆層脫落不能穩(wěn)定存在，無法在工逡逑業(yè)生產(chǎn)中進(jìn)行應(yīng)用。逡逑Ｃｏａｔｉｎｇ逡逑

Ｃｏａｔｉｎｇ逡逑／邐邐「邐ｊｋ邐／邋一邋—邐—ａ逡逑ｆｌｌＨＢ＋邋署一瞧：—逡逑Ｍｅｍｂｒａｎｅ邐Ａｄｄｉｔｉｖｅ邐Ｍｏｄｉｆｉｅｄ邋ｍｅｍｂｒａｎｅ逡逑圖１－２表面涂覆示意圖逡逑（２）表面接枝逡逑表面接枝主要是通過各種物理化學(xué)方法使得膜表面出現(xiàn)活性位點(diǎn)，然后將親逡逑水性聚合物或者單體通過活性位點(diǎn)與膜表面進(jìn)行連接，使得膜表面形成一層親水逡逑層。但是通過該方法引入的親水層，雖然比涂覆法更加穩(wěn)定，但是仍然存在一定逡逑的堵孔現(xiàn)象，導(dǎo)致通量下降５２％。逡逑Ｇｒａｆｔｉｎｇ逡逑
【學(xué)位授予單位】：天津工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TQ051.893

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本文編號(hào)：2676339