發(fā)布時間：2020-06-19 15:12

【摘要】：近年來,薄層復合(TFC)膜作為一種高效、節(jié)能和低污染的分離膜,受到研究者們的廣泛熱捧。目前,對于TFC膜的研究主要從三方面進行:支撐層、選擇層和汲取液。本論文主要致力于前兩方面進行研究。通過向鑄膜液中添加親水性的納米材料,例如氧化碳納米管(O-MWCNTs)、凹土(AT)和碳管接枝的聚六亞甲基雙胍鹽酸鹽(M-PHMB)來改善聚偏氟乙烯(PVDF)固有的疏水性問題,來提高支撐層的親水性和滲透性能,同時對界面聚合的進行起到一定的促進作用,來提高薄層復合(TFC)膜的滲透性能和截留性能。另一方面,為了形成更加致密,性能優(yōu)異的TFC膜,通過向胺溶液中添加表面活性劑來降低水相溶液的界面張力來促進界面聚合反應進行的程度,從而得到性能優(yōu)異的TFC膜。首先,通過對多壁碳納米管(MWCNTs)混酸氧化的方式制備O-MWCNTs,在表面接枝大量的羧基(-COOH)基團,將親水性優(yōu)異的AT和功能化O-MWCNTs引入PVDF基質(zhì)中,通過改善底物親水性,可以形成無缺陷的聚酰胺(PA)層,提高TFC膜的滲透性性能。研究了兩種納米填料的單一摻雜和兩者共混對制備的支撐層親水性、膜形態(tài)、孔隙率和機械強度的影響。結果表明,制備了親水性、多孔性和高通量的支撐層,相應的TFC膜具有更好的水通量和選擇性。綜上所述,TFC膜FO-MAC的水通量()較好,分別為20.37 LMH和28.23LMH和較低的反向鹽通量()為6.5和9.5gMH在正滲透(FO)模式(選擇層對著原料液,AL-FS)和壓力阻滯滲透(PRO)模式(選擇層對著汲取液,AL-DS)。汲取液和進料液分別為2M NaCl水溶液和去離子水。其次,在上一章節(jié)的基礎上,在O-MWCNTs的表面接枝親水性的聚六亞甲基雙胍鹽酸鹽(PHMB),制備、合成了M-PHMB。制備好的M-PHMB作為添加劑加到鑄膜液中,制備性能優(yōu)異、親水性好的支撐層。系統(tǒng)研究了M-PHMB的添加量對支撐層的孔徑、孔隙率、厚度以及親水性等性能,以及與支撐層相對應的TFC膜的水通量、反向鹽通量和截鹽率等性能。綜上所述,隨著M-PHMB添加量的提高,復合膜支撐層的滲透性能、親水性和孔隙率都有所提高。此外,親水性和多孔隙的支撐層是制備性能優(yōu)異的TFC膜的基礎。本章研究,制備最優(yōu)的TFC膜為M-PHMB添加量為0.5wt%的TFC膜,在PRO模式和FO模式下,改性的TFC膜的水通量分別為19.69 LMH和13.56 LMH(汲取液和原料液分別為1M NaCl溶液和去離子水),與純膜M0相比,反向鹽通量較低。最后,通過在MPD胺溶液中加入不同的表面活性劑來優(yōu)化界面聚合反應進行的程度,成功地制備了表面活性劑改性的TFC膜。主要研究了不同表面活性劑(Tween 80、SDS、CTAC和CTAT)、不同濃度CTAT加入到胺溶液中經(jīng)界面聚合反應制備的TFC膜的性能,測試了不同胺溶液的表面張力、表面粗糙度膜的形貌以及正滲透性能。綜上所述,制備的TFC膜表面粗糙度得到提高,膜表面的PA選擇層得到優(yōu)化,膜表面的自由體積增加,這些都有利于TFC膜獲得更高的滲透性能。改進后的TFC膜的水通量提高到31.75 LMH和21.68LMH(PRO模式和FO模式)。此外,胺溶液較低的表面張力的降低有助于形成均勻、無缺陷和較粗糙的PA層,從而實現(xiàn)較高的鹽排斥和較低的反鹽通量(),分別為0.91 gMH和1.58 gMH(FO模式和PRO模式)。
【學位授予單位】：上海師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TQ051.893
【圖文】：

靠分離膜的選擇透過性實現(xiàn)溶液中不膜、納濾膜、薄層復合（TFC）正滲透膜透膜在分離過程中僅允許水分子通過廣泛應用于海水淡化處理技術中[13, 動膜，通過膜兩側的滲透壓差實現(xiàn)水自發(fā)地從原料液側向汲取液測轉(zhuǎn)移[1述義及原理用稀釋側(feed solution，F(xiàn)S)與濃縮側is pressure，OP）差，使水分子從 FS 然間普遍存在[14, 18]。其基本原理

海師范大學碩士學位論文 第 1 章 緒；當汲取液對著活性層時，即為 AL-DS（active layer-draw solution）[48, 4操作模式為 AL-FS 時，由于 FS 端的水分子在 OP 差的作用下通過 PA 選擇入 TFC 膜的支撐層時，稀釋了支撐層膜孔內(nèi)溶質(zhì)的濃度，導致兩者的 OP降，水的推動力下降，這種現(xiàn)象即為稀釋型內(nèi)濃差極化（D-type ICP）。又因 選擇層對鹽的截留不可能達到 100%，當操作模式為 AL-DS 時，從 DS 端的溶質(zhì)會在支撐層膜孔內(nèi)會得到積累，從而使得支撐層膜孔內(nèi)溶質(zhì)的濃度升種現(xiàn)象即為濃縮的內(nèi)濃差極化（C-type ICP）。研究發(fā)現(xiàn)，D-type ICP 對 T的滲透性能的影響比 C-type ICP 的要大得多，這是由于水分子的滲透導致兩有效OP差降低非常明顯，所以TFC膜在AL-DS 模式下的通量通常比在AL要大得多[50-53]。

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 鄧學才;;多層樓房承重大梁支撐拆除時間問題[J];建筑技術;1988年02期

2 徐中;石慧榮;趙軍;吳振華;;多點敷設支撐層的粘彈性約束阻尼梁振動分析[J];航空精密制造技術;2008年06期

3 張倩;王越;馬冬雅;徐世昌;王紅柳;;基于支撐層表面孔結構重構法的正滲透膜的制備與性能研究[J];膜科學與技術;2019年01期

4 徐中;石慧榮;趙軍;吳振華;;多點敷設支撐層的粘彈性約束阻尼梁振動分析[J];噪聲與振動控制;2009年01期

5 王軍;劉波;安曉嬋;周宗堯;劉中云;;高強度無紡布-靜電紡絲復合支撐層正滲透膜的制備及性能[J];環(huán)境化學;2017年10期

6 劉麗,陳勇,李恕廣,鄧麥村;非對稱復合膜支撐層阻力對水蒸氣滲透影響的研究[J];膜科學與技術;2000年04期

7 楊娟;袁婷;張海峰;李雪梅;丁e趺

本文編號：2720966