作為一種新興膜技術(shù),納濾（NF）具有綠色、高效、低能耗等優(yōu)勢,迅速成為一種頗具前景的廢水處理技術(shù)。然而,當(dāng)前市售聚合物納濾膜滲透通量較低,這意味著需要更大的膜面積以及更高的成本投入。因此,亟需制備一種具有高通量、高截留率的納濾膜。本論文首先由多孔功能材料MCM-41出發(fā),經(jīng)3-氨丙級三乙氧基硅烷（APTES）修飾制得NH2-MCM-41,并將其填充至聚酰亞胺（PI）中制備NH2-MCM-41/PI混合基質(zhì)膜。結(jié)果表明,NH2-MCM-41與PI發(fā)生化學(xué)交聯(lián),提高了多孔材料與聚合物兩相間的相容性;同時,MCM-41的介孔性質(zhì)為溶劑擴(kuò)散提供了額外傳輸通道,大幅降低了溶劑跨膜傳輸阻力;此外,改性后的MCM-41含有親水基團(tuán)-NH2,亦促進(jìn)了極性分子（水和醇類）的傳輸。填充量對該混合基質(zhì)膜性能具有重要影響,當(dāng)填充量為5wt%時,其分離效果達(dá)到最佳;與純PI膜相比,水通量、乙醇通量和異丙醇通量分別提高102%、78%和131%,且截留率與純膜基本一致。在連續(xù)運(yùn)行50h過程中,NH2-MCM-41/PI混合基質(zhì)膜分離性能穩(wěn)定,具有較為優(yōu)異的長期運(yùn)行穩(wěn)定性。其次,采用原位溶劑熱合成法,在表面修飾后的... 

【文章來源】：北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２納濾膜分離形式：（ａ）死端過濾，（ｂ）錯流過濾??Ｆｉｇｕｒｅ?１－２?Ｎａｎｏｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ?ｍｅｍｂｒａｎｅ?ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ：?（ａ）?ｄｅａｄ－ｅｎｄ?ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ，?（ｂ）?ｃｒｏｓｓ－ｆｌｏｗ?ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ??

?北京化工大學(xué)碩士學(xué)位論文???的厚度來調(diào)節(jié)納濾膜的滲透通量以及選擇性，而底部指狀孔結(jié)構(gòu)主要起機(jī)械支撐作用；??薄層復(fù)合納濾膜包括下層超濾基底和上層致密皮層兩部分，兩部分由不同的材質(zhì)構(gòu)成，??通常是首先獲得超濾基底，然后起選擇分離作用的致密皮層通過特定的方法構(gòu)筑。其??中，整體非對稱納濾膜主要制備方法為Ｌ－Ｓ相轉(zhuǎn)化法，薄層復(fù)合納濾膜則通過界面聚??合法、層層自組裝法、表面涂覆法和表面接枝法等復(fù)合法制備。??ａ＞?ｂ）?（Ｄｅｎｓｅ?ｔｏｐ?ｌａｙｅｒ）??圖１－３納濾膜結(jié)構(gòu)：（ａ）整體非對稱納濾膜，（ｂ）薄層復(fù)合納濾膜??Ｆｉｇｕｒｅ?１－３?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｎａｎｏｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ?ｍｅｍｂｒａｎｅ：?（ａ）?Ｉｎｔｅｇｒａｌｌｙ?ｓｋｉｎｎｅｄ?ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ?（ＩＳＡ）?ＮＦ??ｍｅｍｂｒａｎｅ，?（ｂ）?Ｔｈｉｎ?ｆｉｌｍ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ?（ＴＦＣ）?ＮＦ?ｍｅｍｂｒａｎｅ??１＿２丄１?Ｌ－Ｓ相轉(zhuǎn)化法??Ｌ－Ｓ相轉(zhuǎn)化法是一種應(yīng)用范圍較廣的制膜方法［１５］，最早由Ｓｏｕｒｉｒａｊａｎ和Ｌｏｅｂ于??１９６０ｓ發(fā)明使用。其方法為首先將制膜材料和添加劑按照特定比例和濃度溶入溶劑中??充分?jǐn)嚢柚频镁|(zhì)聚合物溶液即鑄膜液，隨后通過流涎、刮涂或者紡絲等方法制得平??板膜或者中空纖維膜，再將膜沉浸入非溶劑浴（常用水或者乙醇），此時溶劑分子與非??溶劑分子發(fā)生快速的傳質(zhì)交換，改變了其熱力學(xué)狀態(tài)，進(jìn)而相分離得到固態(tài)膜［１６］。其??中，連續(xù)的聚合物富相轉(zhuǎn)化為膜的基體，而散的聚合物貧相轉(zhuǎn)化為膜內(nèi)部的孔隙。??通常為了增強(qiáng)膜的機(jī)械性能，常將鑄膜液刮涂在無紡布上。這種方法操作相對簡單，??條件溫和，

苯二胺（ＰＰＤ）、間苯二胺（ＭＰＤ）和哌嗪（ＰＩＰ）等；而有機(jī)相單體??多采用酰氯等，比如均苯三甲酰氯（ＴＭＣ）、對苯二甲酰氯（ＴＣ）和間苯二甲酰氯（１Ｃ）??等［＾９］。兩種單體都具有極高的反應(yīng)活性和聚合速率，通常在數(shù)分鐘乃至數(shù)秒內(nèi)完成??聚合反應(yīng)［２（）］。可以通過調(diào)節(jié)單體的種類與濃度、反應(yīng)時間以及后續(xù)處理的溫度與方法??來優(yōu)化最終選擇皮層的結(jié)構(gòu)，獲得高滲透通量高選擇性的復(fù)合膜［２１］。??水相溶液??超濾基底?Ｉ沉浸入??聚酰胺復(fù)合層?油相溶液Ｉ油相拾液??一繞??圖１－４界面聚合制備納濾膜??Ｆｉｇｕｒｅ?１－４?Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｎａｎｏｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ?ｍｅｍｂｒａｎｅ?ｂｙ?ｉｎｔｅｒｆａｃｉａｌ?ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ??１．２．１．３層層自組裝法??層層自組裝法［２２］主要是依靠正、負(fù)兩種材料通過靜電作用交替裝配在帶電基膜上??而制備納濾膜的一種方法，同時也配合有氫鍵作用、配位效應(yīng)、疏水作用、生物特異??性結(jié)合等相互作用力。其操作方法和界面聚合類似，首先將帶電基膜在其中一種聚電??解質(zhì)的溶液浸泡一定時間，后取出擦拭去多余的液體，再浸泡在另一種聚電解質(zhì)的溶??液中，循環(huán)交替多次。除了浸泡方法之外，目前還存在噴涂、旋涂、電場強(qiáng)化等多種??工藝。通過改變循環(huán)的次數(shù)，可以精確調(diào)控納濾膜的厚度以及膜表面電荷密度的分布，??進(jìn)而來優(yōu)化納濾膜的結(jié)構(gòu)［２３］。同時，基膜的材質(zhì)，聚電解質(zhì)的濃度和種類也是改變最??終膜性能的關(guān)鍵因素。這種方法不涉及有機(jī)溶劑的使用，綠色環(huán)保，但是往往需要循??環(huán)多次，因此制備效率是需要考量的一種重點(diǎn)，另外膜表面是通過靜電作用等作用力??組裝而成，這也給膜的穩(wěn)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Polymer-based membranes for solvent-resistant nanofiltration: A review[J]. Siow Kee Lim,Kunli Goh,Tae-Hyun Bae,Rong Wang.  Chinese Journal of Chemical Engineering. 2017(11)



本文編號：3495235