發(fā)布時間：2020-07-15 13:46

【摘要】：膜科學(xué)技術(shù)作為近些年來發(fā)展起來的新興技術(shù),迅速在各行業(yè)領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用并占有重要位置。隨著膜科學(xué)技術(shù)與相關(guān)產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展,人們對膜材料的性能以及膜材料的多功能化的需求日趨強烈。聚苯硫醚(PPS)作為一種高性能的熱塑性樹脂,具有優(yōu)異熱穩(wěn)定性和耐化學(xué)腐蝕性,它不僅可以拓展膜材料的應(yīng)用范圍,如在強酸、強堿、高溫等環(huán)境下的應(yīng)用,還可以作為一種穩(wěn)定的基材在膜表面或內(nèi)部進行反應(yīng)條件嚴(yán)苛的改性,從而制得相應(yīng)功能的復(fù)合膜材料,進而豐富現(xiàn)有膜材料的功能。本文在改善PPS微孔膜性能的同時,對PPS基微孔膜的功能化和應(yīng)用進行了探索和研究:微孔膜可有效解決油水乳液分離的難題。然而,常見的高分子膜材料的耐化學(xué)和耐溶劑性較差,限制了這些膜在一些苛刻環(huán)境中的應(yīng)用。本文通過熱致相分離(TIPS)法制備了一種具有粗糙凹面形貌的PPS微孔膜,該膜具有超親油性和油下超疏水性,能夠在保持較高通量的同時有效地分離多種油包水型乳液,濾液的含水率均在300 ppm以下。水在PPS微濾膜表面的接觸為穩(wěn)定的Cassie狀態(tài)。PPS膜表現(xiàn)出優(yōu)異的抗水性,可多次循環(huán)使用。TIPS法的成功應(yīng)用為PPS微濾膜的制備、結(jié)構(gòu)與性能的優(yōu)化提供了一種新的途徑。膜技術(shù)與催化工藝的耦合是拓展膜材料應(yīng)用領(lǐng)域的一個重要手段,本文采用原位水熱法在PPS微孔膜表面生長具有高結(jié)晶度的納米二氧化鈦(TiO2)。通過預(yù)處理在膜表面構(gòu)建共軛結(jié)構(gòu)用于與負(fù)載的TiO2進行耦合,從而改善TiO2帶隙寬、電子/空穴復(fù)合比率大、化學(xué)吸附性能差、易團聚等缺點。TiO2@PPS復(fù)合膜上的TiO2與膜載體之間存在較強的相互作用,導(dǎo)致了電子-空穴對的有效遷移和分離,顯著降低了帶隙和電子/空穴復(fù)合比率。復(fù)合催化膜對染料的吸附量約是單一粉狀TiO2催化劑的3倍,顯著提高了納米TiO2的光催化效率。經(jīng)過可見光照射90 min后,TiO2@PPS復(fù)合膜對羅丹明B、亞甲基藍、甲基橙等染料的降解率均接近100%。TiO2@PPS復(fù)合膜的水接觸角為0°,具有優(yōu)異的抗污染和自清潔性能。
【學(xué)位授予單位】：天津工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TQ051.893
【圖文】：

膜、微濾膜、超濾膜、納濾膜、反滲透膜、滲析膜、滲透蒸發(fā)膜等，其中過濾膜、逡逑微濾膜、超濾膜、納濾膜、反滲透膜主要靠壓力驅(qū)動［９］，其操作壓力、孔徑范圍逡逑及主要截留物質(zhì)如圖１－２所示。逡逑孔徑（ｊｉｍ＞逡逑————ｉｆ——ｉｆ逡逑１００邐逡逑反滲透逡逑０邋＾ＪWＩ逡逑１邐ｉｏ邐廣＾邐逡逑ｌａｉ逡逑０，１邐邐．．．．．－．．．．．．．．．．．．．．．．逡逑圖１－２壓力驅(qū)動下的不同類型的膜過程逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－２邋Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｔｙｐｅｓ邋ｏｆ邋ｍｅｍｂｒａｎｅ邋ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ逡逑２逡逑

？”＜0邐（卜３）逡逑當(dāng)上述條件均未完全滿足時，體系將發(fā)生相分離。圖１－５描繪了溫度誘導(dǎo)相分離逡逑的典型相圖。在聚合物均相溶液體系的冷卻過程中，當(dāng)聚合物組分在偏晶點之上逡逑時，體系通過結(jié)晶溫度的邊界，此時的相分離為結(jié)晶誘導(dǎo)的Ｓ－Ｌ相分離，形成球逡逑粒狀孔結(jié)構(gòu)。當(dāng)聚合物組分在偏晶點之下時，溶液體系首先進入發(fā)生半乳化的Ｌ－逡逑Ｌ相分離區(qū)，在Ｌ－Ｌ相分離區(qū)域內(nèi)，溶液相沿著邊界線分為貧聚合物相和富聚合逡逑物相。富聚合物相形成連續(xù)的聚合物相，最終形成膜，貧聚合物相形成最終膜的逡逑孔。Ｌ－Ｌ相分離的成孔機理分為成核－生長機理和旋節(jié)線分相機理，可形成雙連續(xù)逡逑狀結(jié)構(gòu)、蜂窩狀孔結(jié)構(gòu)或胞狀孔結(jié)構(gòu)等［２°］。逡逑均相溶液逡逑臨界點逡逑ｓ４Ｘ４＾逡逑岕％邐＾令逡逑ｍ邋ｍ逡逑°邋％邋１逡逑圖１－５邋ＴＩＰＳ相分離的典型相圖逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－５邋Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ邋ｐｈａｓｅ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ＴＩＰＳ邋ｐｒｏｃｅｓｓ逡逑１．２微孔膜材料的應(yīng)用逡逑１．２．１分離、濃縮與提純逡逑分離、濃縮與提純功能是微孔膜材料最主要的功能之一［２７１，根據(jù)不同種類膜逡逑材料的特性以及孔徑可對混合物進行有效地分離

構(gòu)建表面粗糙的結(jié)構(gòu)是另一種調(diào)節(jié)表面潤濕性的方法，其作用原理是改變液逡逑體與固體表面的接觸狀態(tài)。一般來說，液體在固體表面的接觸模型有Ｙｏｕｎｇ模逡逑型、Ｗｅｎｚｅｌ模型和Ｃａｓｓｉｅ－Ｂａｘｔｅｒ模型三種［Ｍ］，如圖１－６所示，三種模型分別用于逡逑描述表面光滑的固體與液體接觸、粗糙的固體表面與液體完全接觸以及粗糙表面逡逑與液體不完全接觸三種情況。通常，較高的粗糙度會放大表面的潤濕性能。因此，逡逑通過調(diào)節(jié)表面粗糙度而獲取特殊潤濕性的研究成為油水分離膜材料制備的重要逡逑研[偡較蛑�。Ｚｈａｎ＞i熱瞬捎糜盞枷嚳擲氳姆椒ㄔ冢校鄭模頗け礱嬤票福校鄭模頻膩義銜⑶潁岣吣け礱嫻拇植詼齲票賦鮒亓η撓退擲肽ぃ郟矗保�。酷ｏ禑崴将辶x夏擅祝櫻椋希何⑶蚋涸賾冢校鄭模頗け礱婀乖旄嘰植詼鵲謀礱媯曬χ票賦霰礱娉楨義纖撓退擲肽ぃ郟擔(dān)擔(dān)海�。辶x希停媯媯歟椋椋停椋裕齲酢濉鰣澹椋歟戾澹椋椋椋椋椋駑澹恚礤義希伲錚酰睿紜簀澹恚錚洌澹戾危祝澹睿澹疲簀澹恚錚洌澹戾危茫幔螅螅椋澹攏幔簦澹蟈澹恚錚洌澹戾義賢跡保兌禾逶詮燙灞礱嫻慕喲プ刺疽饌煎義希疲椋紓酰潁邋澹保跺澹模椋幔紓潁幔礤澹錚駑澹悖錚睿簦幔悖翦澹螅簦幔簦邋義希保垂獯呋げ牧系難芯勘塵板義希保矗憊獯呋際蹂義瞎獯呋侵岡詮庹仗跫攏獯呋獵謐隕聿槐淶那榭魷攏俳Х從義閑校諢Х從討釁鸕醬呋饔�，激发周围捂y什雜苫�，进而可以促进辶x匣肪澄鎦史⑸從Γ郟擔(dān)叮蕁Ｄ殼�，主要的皻枥^騫獯呋劣卸躉眩ǎ裕椋埃玻�、衍O垮義希ǎ冢睿希�、硫化餀穴Ｃｄ雪谍x郟擔(dān)罰�。光催化茧H跤捎諂浠肪秤押謾⒖沙中�、高效等特甸捼辶x隙喔雋煊虻玫攪擻τ謾Ｔ諢繁７矯

本文編號：2756567