膜分離技術(shù)以其分離效率高、能耗低、生態(tài)友好等優(yōu)點,已成為傳統(tǒng)分離方法（吸附、蒸餾等）的一種有前景的替代方法。目前,膜分離技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于化工,能源,食品,醫(yī)療,環(huán)保等方面。盡管膜技術(shù)取得了很大的進步,但分離過程中的膜污染問題嚴重影響了膜的分離性能和使用壽命,有效解決膜污染問題仍是目前亟待解決并具有挑戰(zhàn)性的課題。本論文將具有光催化性能的金屬有機骨架材料引入到分離膜中,通過對MOFs負載量的調(diào)控優(yōu)化膜的滲透分離性能,使改性后的膜具有良好的自清潔和抗菌性能,旨在有效解決膜污染問題。論文主要研究內(nèi)容如下:（1）基于MIL-125（Ti）的自清潔膜本章采用相轉(zhuǎn)化法制備具有自清潔和染料分離性能的MIL-125（Ti）/PVDF膜。其中,MIL-125（Ti）通常是在紫外光照射下實現(xiàn)對有機物的光催化降解,而負載MIL-125（Ti）的自清潔膜能夠?qū)崿F(xiàn)在自然光下有效降解羅丹明B。原因是在染料截留過程中Rh B染料分子會被物理吸附至MIL-125（Ti）孔道內(nèi),導(dǎo)致MIL-125（Ti）發(fā)生敏化,進而使光催化波長范圍發(fā)生紅移、促進了電子轉(zhuǎn)移以及空穴（h⁺）和超氧自由基（?O

【文章來源】：鄭州大學(xué)河南省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

對稱和非對稱膜結(jié)構(gòu)示意圖[9]

緒論5圖1.2膜分離技術(shù)示意圖[1]Figure1.2Schematicdiagramofthemembraneseparationtechnology[1]除去以上分類方法，按照分離機理可將膜分為：選擇性膜、非選擇性膜、擴散性膜、離子交換膜。還可按照分離過程將膜分為：反滲透膜、正滲透膜、分離膜、電滲析膜、滲透蒸發(fā)膜等。綜上所述，在膜分離法處理廢水的過程中，可依照不同要求選定相應(yīng)膜類型進行相關(guān)探索。1.3.3膜制備目前，在水處理過程中常用的制膜方法有相轉(zhuǎn)化法、多孔基膜表面改性法、界面聚合法、抽濾法等。（1）相轉(zhuǎn)化法：首次采用相轉(zhuǎn)化法制膜是在1963年，由Loeb和Sourirajan[15]制得的醋酸纖維素膜（CA），這次成功使聚合物膜在工業(yè)上的廣泛應(yīng)用成為現(xiàn)實，并且成為最簡捷有效的成膜方法之一。相轉(zhuǎn)化可以從改變熱力學(xué)性質(zhì)所采用的方法不同而分為：熱致相轉(zhuǎn)化法、溶劑蒸發(fā)相轉(zhuǎn)化法、氣相沉積相轉(zhuǎn)化法以及浸入沉淀相轉(zhuǎn)化法四種。在這些方法中浸入沉淀相轉(zhuǎn)化法是目前最常用的方法之一，這種方法是通過將制備好的鑄膜液浸入到分散相中而制備成的膜。相轉(zhuǎn)化制膜過程包括分相階段和相轉(zhuǎn)化階段。在分相階段，在將鑄膜液浸泡在分散相后，這時鑄膜液中的溶劑開始與分散相中的非溶劑進行溶劑交換。在這個過程中，鑄膜液熱力學(xué)性能非常不穩(wěn)定，因此使得鑄膜液在分相中固化成膜。在這個階段是膜孔道形成的主要階段。相轉(zhuǎn)化是膜形態(tài)和結(jié)構(gòu)形成的重要階段，在這個階段主要包括膜孔道的凝聚，所用聚合物的富相固化以及相間流動。相轉(zhuǎn)化方法簡單快捷，但是影響因素也十分復(fù)雜，其中鑄膜液的組成、物質(zhì)濃度、

緒論6以及成鑄膜液在外部的停留時間、分相液溫度也會直接或間接影響膜的結(jié)構(gòu)和性能。如圖1.3是Zhang等[16]采用相轉(zhuǎn)化的制膜方法所制備的MoS2-PSBMA/PES混合基質(zhì)膜，該實驗采用反向合成原子轉(zhuǎn)移自由基聚合方法對二硫化鉬材料進行改性，進而探索改性后的MoS2-PSBMA對膜形態(tài)，親水性，通量和分離性能的影響，研究結(jié)果表明改性后的兩性離子疏松納濾膜具有良好的染料截留效果，另外膜的親水性也有了較大提升。這說明了相轉(zhuǎn)化膜在分離工業(yè)上紡織廢水方面有良好的應(yīng)用前景，但由于有些溶劑會引起聚合物聚集，進而破壞膜結(jié)構(gòu)，因此相轉(zhuǎn)化制膜往往會在溶劑選擇上受限。圖1.3相轉(zhuǎn)化制備MoS2-PSBMA/PES混合基質(zhì)膜過程[16]Figure1.3PreparationprocessoftheMoS2-PSBMA/PESmixedmatrixmembrane[16]（2）多孔膜表面改性法：以多孔膜表面改性進行制膜的方法主要包括表面涂覆法和表面接枝法。其中表面涂覆法是將帶有特定官能團（羥基、羧基等親水基團）的聚合物涂覆于基膜上，這種方法可以用來調(diào)整膜孔徑、膜親水性、膜荷電性和膜表面粗糙度等[17]。為了進一步提高納濾膜的性能，表面涂覆法目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于制備疏松納濾膜。VanderBruggen[18]等人在2004年提出了疏松納濾膜的概念，這種膜對染料存在較高的截留率，而對無機鹽較低的截留率，進而實現(xiàn)染料和鹽的有效分離，與此同時還具備較高的水滲透通量。除此之外，如圖1.4，Wang等[19]采用CuSO4/H2O2作為引發(fā)劑，將仿生粘附聚多巴胺和聚（乙烯亞胺）快速共沉積在PAN基膜表面，制備出電中性疏松納濾膜。結(jié)果表明添加PEI后，表面粗糙度變低、親水性好、電荷相對中性等綜合性能得到增強。PDA和PEI共沉積1h后產(chǎn)生的最佳膜具有令人滿意的極高通量（26.2

【參考文獻】：
期刊論文
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