聚偏氟乙烯(PVDF)以其優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性、耐化學(xué)性等性能,得到廣泛關(guān)注。然而,PVDF超濾膜易受到細(xì)菌,蛋白質(zhì)以及其他有機(jī)分子的污染,這些分子很容易粘附在疏水膜表面并堵塞膜孔,導(dǎo)致膜性能顯著降低,并增加能耗和總成本。因此,親水性PVDF分離膜的制備對(duì)PVDF膜在實(shí)際生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用至關(guān)重要。為了改善PVDF膜的親水性和抗污染性能,本文采用相轉(zhuǎn)化法制備了ZnL/PVDF共混膜、ZCN/PVDF共混膜,以及采用原位共混法制備了ZnL-PVDF超分子共混膜,具體研究?jī)?nèi)容如下:首先,本文通過(guò)溶劑熱法合成具有高比表面積、高孔隙率、規(guī)整孔結(jié)構(gòu)等優(yōu)點(diǎn)的一維鏈狀聚合物(ZnL),并將此作為填料,通過(guò)相轉(zhuǎn)化法制備ZnL/PVDF共混膜,通過(guò)一系列測(cè)試、分析與表征,研究不同含量ZnL晶體對(duì)PVDF膜親水性和抗污染性能的影響。研究得出:通過(guò)EDX測(cè)試表明,制備了較均勻的ZnL/PVDF共混膜;共混膜的水接觸角、水通量隨ZnL的含量先升高再降低,但截留率下降幅度較小;根據(jù)以上測(cè)試結(jié)果可得ZnL晶體的加入明顯提高了PVDF膜的親水性,當(dāng)ZnL晶體含量為0.5%時(shí),其共混膜各項(xiàng)性能最優(yōu)。其次,通過(guò)溶劑熱法合成ZnL@MWCNT(ZCN)晶體,添加不同含量的ZCN晶體與PVDF通過(guò)相轉(zhuǎn)化法制備ZCN/PVDF共混膜,通過(guò)一系列測(cè)試、分析與表征,研究得出:ZCN/PVDF共混膜的水接觸角和水通量呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì),但對(duì)BSA的截留率下降幅度比較小;根據(jù)以上測(cè)試結(jié)果可得ZCN晶體的加入明顯提高了PVDF膜的親水性,當(dāng)ZCN晶體含量為0.5%時(shí),其共混膜各項(xiàng)性能最優(yōu)。最后,本文提出一種簡(jiǎn)單有效、分散性良好且性能優(yōu)異的制備超分子共混膜的方法-原位共混法,通過(guò)此方法制備ZnL-PVDF超分子共混膜,通過(guò)一系列測(cè)試、分析與表征,研究不同含量ZnL晶體的ZnL-PVDF超分子共混膜的親水性和抗污染性能,并與當(dāng)ZnL晶體含量為0.5%時(shí)傳統(tǒng)共混法制備的ZnL/PVDF共混膜的性能進(jìn)行對(duì)比。研究得出:該方法制備出表面均勻無(wú)缺陷、性能優(yōu)異的超分子共混膜;原位共混法在傳統(tǒng)共混法制備的MOF/聚合物共混膜的基礎(chǔ)上,提高M(jìn)OF材料的分散性且形成以C-H-F鍵的鉸連結(jié)構(gòu),共混膜的親水性、抗污染性能及力學(xué)性能顯著提高。
【學(xué)位單位】：天津工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TQ051.893
【部分圖文】：

１．１．２膜分離技術(shù)的分類逡逑由于分離膜的種類和功能非常豐富，所以分類方式也多種多樣，一般來(lái)說(shuō)膜逡逑的分類有以下幾種，如圖１－１。逡逑ｆ邐［膜的材質(zhì)邐固體膜、}蹦義襄五澹ㄥ翁烊渾苠義希郟輳?fù)？Ｊ逦ｑw澹蹛i棚莫＇逡逑楙邐Ｌ■合．成膜］ｊｆ＿＿—＿逡逑＾邐有機(jī)晶分子膜逡逑，邐■邋■邋邋邋￣￣＂邐■丨—邋邋Ｉ．、逡逑類邐１膜的結(jié)構(gòu)｜邐多孔膜、致密月莫邐逡逑■邐邐邐逡逑超濾胲邐微濾膜逡逑ｖ邋邋邋邋邋Ｉ邋－邋—．．邐＾邐ｉ邐．邐．逡逑廣—１￣￣＼邐＼邋－邋／■＊＂邐—邐＼逡逑胲的功能邐納、濾臘邐反滲透膜逡逑ｉ邐ｊ邋ｉ邋邐／邋ｋ．邐；邐逡逑＼邋邐邐邋＇丨邋邋丨．．丨邐＞逡逑滲祈１邐潔透汽化膜逡逑邐＾邐Ｉ邐Ｊ逡逑＇邋＾氣體滲透膜＾邐＾離子交換膜逡逑圖１－１膜的分類逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｍｅｍｂｒａｎｅｓ逡逑１．２超濾膜概述逡逑超濾（Ｕｌｔｒａｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ，邋ＵＦ）是以壓力差為推動(dòng)力的膜分離技術(shù)。ＵＦ是常溫逡逑下以一定的壓力，利用不對(duì)稱孔結(jié)構(gòu)和半透膜介質(zhì)，以錯(cuò)流方式進(jìn)行過(guò)濾，使水逡逑和溶解鹽等電解質(zhì)透過(guò)超濾膜成為濾清液，而大分子顆粒和膠體物質(zhì)則被超濾膜逡逑攔截成為濃縮液，達(dá)到溶液凈化、分離、集中的目的的一種新型膜分離技術(shù)［７］。逡逑ＵＦ膜的孔徑范圍為：０．０５｜ｉｍ邋—１邋ｎｍ0逡逑２逡逑

１．２．邋１超濾膜及超濾機(jī)理逡逑超濾膜按形態(tài)結(jié)構(gòu)分為對(duì)稱膜和非對(duì)稱膜，而大多數(shù)是由兩層不同結(jié)構(gòu)的薄逡逑層組成的非對(duì)稱膜（如圖１－２），在膜的表面有一層極薄的致密層，厚度一般為逡逑０．１ｍ，主要是分離作用，內(nèi)層為相對(duì)疏松的支撐層，多為海綿狀和指狀孔，逡逑主要是支撐作用。超濾膜的孔結(jié)構(gòu)直接影響膜的截留性能，其截留性能是以對(duì)標(biāo)逡逑準(zhǔn)有機(jī)物的截留分子量（ＭＷＣ０）來(lái)表征，其截留分子量范圍通常在１０００？３０００００，逡逑故超濾膜能對(duì)大分子有機(jī)物、膠體等進(jìn)行分離。逡逑超濾分離機(jī)理主要是靠物理篩分作用，但在有些情況下受到粒子荷電性及其逡逑與荷電膜相互作用的影響。其分離過(guò)程大致可以分為四種（如圖１－３）邋：邐（１）機(jī)逡逑械截留，即篩分作用，可截留比膜孔徑大或與孔徑相當(dāng)?shù)奈⒘５入s質(zhì)；（２）物逡逑理作用即吸附截留作用，膜表面的吸附和電性能對(duì)截留起著重要的作用；（３）逡逑架橋作用，形成濾餅；（４）網(wǎng)絡(luò)型膜的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部截留作用，微粒截留在膜的內(nèi)逡逑部而不是在膜的表而。逡逑■皮層逡逑支撐層逡逑圖１－２非對(duì)稱膜的結(jié)構(gòu)圖逡逑Ｆｉｇ．邋１－２邋Ｔｈｅ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｏｆ邋ａｓｙｍｅｔｒｉｃ邋ｍｅｍｂｒａｎｅ逡

１．２．邋１超濾膜及超濾機(jī)理逡逑超濾膜按形態(tài)結(jié)構(gòu)分為對(duì)稱膜和非對(duì)稱膜，而大多數(shù)是由兩層不同結(jié)構(gòu)的薄逡逑層組成的非對(duì)稱膜（如圖１－２），在膜的表面有一層極薄的致密層，厚度一般為逡逑０．１ｍ，主要是分離作用，內(nèi)層為相對(duì)疏松的支撐層，多為海綿狀和指狀孔，逡逑主要是支撐作用。超濾膜的孔結(jié)構(gòu)直接影響膜的截留性能，其截留性能是以對(duì)標(biāo)逡逑準(zhǔn)有機(jī)物的截留分子量（ＭＷＣ０）來(lái)表征，其截留分子量范圍通常在１０００？３０００００，逡逑故超濾膜能對(duì)大分子有機(jī)物、膠體等進(jìn)行分離。逡逑超濾分離機(jī)理主要是靠物理篩分作用，但在有些情況下受到粒子荷電性及其逡逑與荷電膜相互作用的影響。其分離過(guò)程大致可以分為四種（如圖１－３）邋：邐（１）機(jī)逡逑械截留，即篩分作用，可截留比膜孔徑大或與孔徑相當(dāng)?shù)奈⒘５入s質(zhì)；（２）物逡逑理作用即吸附截留作用，膜表面的吸附和電性能對(duì)截留起著重要的作用；（３）逡逑架橋作用，形成濾餅；（４）網(wǎng)絡(luò)型膜的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部截留作用，微粒截留在膜的內(nèi)逡逑部而不是在膜的表而。逡逑■皮層逡逑支撐層逡逑圖１－２非對(duì)稱膜的結(jié)構(gòu)圖逡逑Ｆｉｇ．邋１－２邋Ｔｈｅ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｏｆ邋ａｓｙｍｅｔｒｉｃ邋ｍｅｍｂｒａｎｅ逡

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本文編號(hào)：2833832