聚吡咯、碳納米管改性聚醚砜分離膜的制備及性能研究
發(fā)布時間:2020-12-22 09:15
聚醚砜(PES)是一種常用的高分子膜分離材料,由于其具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、耐化學性、以及機械強度,使其在膜分離過程中具有廣闊的應(yīng)用前景。然而由于PES膜具有較強的疏水表面,故很容易造成膜污染。因此對膜進行改性,增強膜的抗污染性能是近年來膜技術(shù)領(lǐng)域研究的重點之一。聚吡咯(PPy)具有良好的環(huán)境穩(wěn)定性,其易于通過化學或電化學氧化聚合,在膜技術(shù)領(lǐng)域有較廣泛的應(yīng)用前景。碳納米管(CNT)具有高比表面積、高機械強度、高導(dǎo)電性和優(yōu)異的水輸送性,因此已成為聚合物膜材料中理想的納米填料。本文通過PPy結(jié)合CNT來改性PES膜,對其制備方法、膜的微結(jié)構(gòu)及抗污等性能進行了系統(tǒng)的研究。采用原位化學聚合法制備了聚吡咯-碳納米管(PPy-CNT)復(fù)合材料,然后采用浸沒相轉(zhuǎn)化法成功制備了聚吡咯-碳納米管/聚醚砜(PPy-CNT/PES)混合基質(zhì)膜。對混合基質(zhì)膜的孔隙率、分離滲透性能、機械性能以及抗污等性能進行了表征。結(jié)果表明,混合基質(zhì)膜較純PES膜具有更大的指狀孔結(jié)構(gòu)、更高的孔隙率和平均孔徑;其純水通量最高可達到261.67 L·m-2·h-1,較純PES膜提高了約2.6倍;混合基質(zhì)膜對牛血清蛋白(BSA)的截留能...
【文章來源】:天津工業(yè)大學天津市
【文章頁數(shù)】:77 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-3摻雜聚合物導(dǎo)電性的機理??Figure?1-3?A?mechanism?of?the?electrical?conductivity?in?doped?polymers??
圖1-5?CNT的結(jié)構(gòu)??-
?DWCNT?MWCNT??圖1-5?CNT的結(jié)構(gòu)??Figure?1-5?The?structure?of?CNT??1.5.2碳納米管的改性??通常情況下,CNT與聚合物基質(zhì)之間呈現(xiàn)弱的相互作用,為了防止CNT團??聚并確保CNT在整個基質(zhì)中均勻的分散,CNT的改性研宄顯得非常重要,對??CNT進行改性的方法主要有共價改性和非共價改性。??1.5.2.1共價改性??共價改性主要是基于CNT與其他官能團之間的共價連接,其連接可以發(fā)生??在缺陷和端蓋或側(cè)壁上。采用共價改性來增強CNT在目標介質(zhì)(聚合物或溶劑)??屮的分散,可以大大改善CNT與介質(zhì)間界面的特性,并有效的降低CNT的團聚??程度。??Vatanpour等人采用濃硫酸和濃硝酸氧化CNT,以在CNT結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生羥基??和羧基等含氧官能團,從而增加CNT在聚合物膜中的分散性。測試結(jié)果表明,??改性后的CNT不僅分散良好,還可以通過增加膜的表面電荷和親水性來提高混??合基質(zhì)納濾膜的納濾特性[48]。Ma等人研究了?CNT的硅烷官能化對CNT/環(huán)氧樹??脂納米復(fù)合材料性能的影響。首先將具有環(huán)氧端基的硅烷分子通過硅烷化反應(yīng)共??價連接在CNT表面上
本文編號:2931517
【文章來源】:天津工業(yè)大學天津市
【文章頁數(shù)】:77 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-3摻雜聚合物導(dǎo)電性的機理??Figure?1-3?A?mechanism?of?the?electrical?conductivity?in?doped?polymers??
圖1-5?CNT的結(jié)構(gòu)??-
?DWCNT?MWCNT??圖1-5?CNT的結(jié)構(gòu)??Figure?1-5?The?structure?of?CNT??1.5.2碳納米管的改性??通常情況下,CNT與聚合物基質(zhì)之間呈現(xiàn)弱的相互作用,為了防止CNT團??聚并確保CNT在整個基質(zhì)中均勻的分散,CNT的改性研宄顯得非常重要,對??CNT進行改性的方法主要有共價改性和非共價改性。??1.5.2.1共價改性??共價改性主要是基于CNT與其他官能團之間的共價連接,其連接可以發(fā)生??在缺陷和端蓋或側(cè)壁上。采用共價改性來增強CNT在目標介質(zhì)(聚合物或溶劑)??屮的分散,可以大大改善CNT與介質(zhì)間界面的特性,并有效的降低CNT的團聚??程度。??Vatanpour等人采用濃硫酸和濃硝酸氧化CNT,以在CNT結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生羥基??和羧基等含氧官能團,從而增加CNT在聚合物膜中的分散性。測試結(jié)果表明,??改性后的CNT不僅分散良好,還可以通過增加膜的表面電荷和親水性來提高混??合基質(zhì)納濾膜的納濾特性[48]。Ma等人研究了?CNT的硅烷官能化對CNT/環(huán)氧樹??脂納米復(fù)合材料性能的影響。首先將具有環(huán)氧端基的硅烷分子通過硅烷化反應(yīng)共??價連接在CNT表面上
本文編號:2931517
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