膜蒸餾（MD）作為一種新型高效、環(huán)境友好的膜分離過(guò)程,它不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易操作,還能夠在低溫低壓條件下處理一些高鹽高熱廢水等,特別是它能夠利用廢熱、太陽(yáng)能等作為熱源,使其在海水淡化、廢水處理等方面都具有重要應(yīng)用。然而膜污染和膜潤(rùn)濕所導(dǎo)致的膜耐久性問(wèn)題,是阻礙MD技術(shù)發(fā)展的瓶頸。本研究分別從膜表面的物理結(jié)構(gòu)和材料化學(xué)性質(zhì)入手,選取聚偏氟乙烯（PVDF）和碳納米管（CNT）為膜基材,提出基于納米印鑄、原位覆合等超疏水膜的多種制備方法,旨在提高膜在MD過(guò)程中的分離和抗污染性能。主要的研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下:首先,以PVDF為膜基材,從膜表面物理微納結(jié)構(gòu)構(gòu)筑的角度入手,提出一種基于納米印鑄技術(shù)的超疏水膜制備方法。研究以不銹鋼網(wǎng)（SSM）和具有其負(fù)性結(jié)構(gòu)的聚二甲基硅氧烷（PDMS）凝膠為模板,制備出兩種具有不同表面紋理的PVDF膜,并在膜表面形貌、潤(rùn)濕特性、MD性能以及抗污染性能方面進(jìn)行系統(tǒng)表征�；赑DMS模板制得的膜具有與SSM相同的編織型表面紋理,其接觸角和滑動(dòng)角分別為～153°和>90°,表現(xiàn)出疏水但高粘附的潤(rùn)濕特性。而基于SSM模板制得的膜具有波浪型表面紋理,其接觸角和滑動(dòng)角分別為～1... 

【文章來(lái)源】：北京林業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：72 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２液體在不同固體表面的接觸狀態(tài)

因此考慮ＣＮＴ單獨(dú)作為基底膜材料，通過(guò)交叉堆疊方式制備超順Ｔ膜。最后結(jié)合這兩種角度，利用ＣＮＴ強(qiáng)化ＰＶＤＦ超疏水膜。然后系統(tǒng)地對(duì)所行表征，并通過(guò)模擬處理高鹽廢水，來(lái)評(píng)價(jià)膜在ＭＤ過(guò)程中的脫鹽和抗污染性：本課題的主要的研宄內(nèi)容為：??（１）以ＰＶＤＦ為膜基材，從膜表面物理微納結(jié)構(gòu)構(gòu)筑的角度入手，蕋于納米術(shù)制備超疏水膜。研宂不同的坫底圖案對(duì)膜表而形貌、疏水特性以及ＭＤ脫鹽和抗污染性能的影響。??（２）從膜材料化學(xué)性質(zhì)入手，選取非極性的ＣＮＴ為莊礎(chǔ)材料，萌丁超順排ＣＮ叉編織的制備方法，制備新型的超順排ＣＮＴ廿極性疏水膜，迎過(guò)控制不Ｍ的交，來(lái)研宄膜的表面形貌、疏水性能以及連續(xù)的ＤＣＭＤ脫鹽和抗污染性能。??（３）從膜材料物理結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)聯(lián)合調(diào)控的角度入下，柚」？納米卬鑄和原合聯(lián)合應(yīng)用的技術(shù)方法，制備一種具有表面非極性涂層的超疏水ＰＶＤＦ膜，并在性質(zhì)、ＭＤ性能以及抗污染性能方面對(duì)膜進(jìn)Ｌ系統(tǒng)地評(píng)價(jià)。??．２技術(shù)路線(xiàn)??本研究的主要技術(shù)路線(xiàn)如圖１．３所示。??？

圖２．１膜制備流程圖：（Ａ）制備ＰＤＭＳ基底示意圖，（Ｂ）制備三種膜的示意圖??ｕｒｅ?２．１?Ｆｌｏｗ?ｃｈａｒｔ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｍｅｍｂｒａｎｅ?ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ：?（Ａ）?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｐｒｅｐａｒｉｎｇ?ｔＰＤＭＳ?ｓｕｂｓｔｒａｔｅ?ａｎｄ?（Ｂ）?Ｔｈｒｅｅ?ｔｙｐｅｓ?ｏｆ?ｍｅｍｂｒａｎｅｓ??（２）膜的制備步驟??制備超疏水ＰＶＤＦ膜主要采用浸沒(méi)沉淀相轉(zhuǎn)化法，如圖３．１所示，制備的ＰＤ和ＳＳＭ分別用于制備不同紋理化的ＰＶＤＦ膜，并以玻璃板為基底制備的膜。以?ＮＭＰ?為溶劑，ＬｉＣｌ?為添加劑，按照?ＰＶＤＦ?（Ｓｏｌｅｆ６０１０）：?ＬｉＣｌ：?ＮＭＰ＝２的比例配成鑄膜液，通過(guò)磁力攪拌機(jī)不斷攪拌，待鑄膜液混合均勻后，置于５中加熱ｌｈ，使其熟化，然后靜置脫泡２４?ｈ。??在膜制備過(guò)程中使用無(wú)機(jī)鹽ＬｉＣｌ，是因?yàn)椋蹋椋c溶劑的給電子基團(tuán)之間形成可以增加涂料粘度，影響涂料沉淀速率，并通過(guò)產(chǎn)生更大的孔隙和更高的孔高滲透性能（Ｋｈａｙｅｔ，?ｅｔ?ａｌ．，?２０１０；?Ｗａｎｇ，?ｅｔ?ａｌ．，２０１４）。??刮刀到２５０?ｐｍ，在備用的玻璃板上延展成膜，空氣暴露３０?ｓ后，浸沒(méi)于去凝固浴中，等液態(tài)膜固化后從玻璃板上剝離。為了進(jìn)一步去除殘存的溶劑和用充足的去離子水浸泡所得膜。之后將膜放入無(wú)水乙醇中浸泡２４?ｈ，室溫（２３±２

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]膜蒸餾技術(shù)研究及應(yīng)用進(jìn)展[J]. 劉羊九,王云山,韓吉田,任天健.  化工進(jìn)展. 2018(10)
[2]氣隙式膜蒸餾NaCl溶液的兩相流強(qiáng)化[J]. 潘艷秋,沈馭臣,閆勛棟,俞路.  化工進(jìn)展. 2017(01)
[3]膜蒸餾海水淡化技術(shù)探討[J]. 呂曉龍,武春瑞,高啟君,陳華艷,王暄,賈悅.  水處理技術(shù). 2015(10)
[4]超疏水膜的制備及其在膜蒸餾過(guò)程中的應(yīng)用[J]. 田苗苗,李雪梅,殷勇,何濤,劉金盾.  化學(xué)進(jìn)展. 2015(08)
[5]PTFE中空纖維膜直接接觸式膜蒸餾過(guò)程抗污染性能[J]. 黃黌璟,樊華,侯得印,王軍,李濤,姜?dú)J亮.  環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2015(05)
[6]碳納米管超疏水表面的研究進(jìn)展[J]. 趙利,張麗東,徐文華,何東新,王麗,劉偉良.  化工新型材料. 2013(03)
[7]推壓成型-拉伸法制備聚四氟乙烯中空纖維膜[J]. 劉國(guó)昌,呂經(jīng)烈,陳穎,關(guān)毅鵬,李曉明.  化工進(jìn)展. 2012(S2)
[8]聚醚砜微圖案膜的模板法制備及性能表征[J]. 萬(wàn)偉娜,張玉忠,林立剛,丁曉莉,李泓.  膜科學(xué)與技術(shù). 2012(04)
[9]模板法制備防污自潔PVDF膜[J]. 楊文芳,張慶富,張建飛,趙曉明,喬艷麗.  印染. 2012(05)
[10]減壓膜蒸餾傳熱傳質(zhì)過(guò)程[J]. 劉捷,武春瑞,呂曉龍.  化工學(xué)報(bào). 2011(04)



本文編號(hào)：2968848