納濾膜作為一種低壓分離技術,其孔徑范圍為0.5-2 nm,可用來截留無機鹽和小分子有機物（如染料）等。最先進的薄膜復合納米過濾（TFC-NF）膜基于交聯(lián)聚酰胺（PA）活性層,該活性層是通過在超濾膜載體上的界面聚合（IP）形成的。為了實現(xiàn)在較高的水滲透下操作來提高它們的分離性能,但是研究人員通常會遇到鹽份（如硫酸鈉）流失和防污能力弱等的障礙。因此,納濾膜的研究重點仍然是在不犧牲其硫酸鈉截留率和防污能力的情況下,提高其水滲透性能。本文首先從構建具有高的水通量的納濾膜出發(fā)。通過在PIP和TMC的界面聚合過程中引入Zn（Ⅱ）來調節(jié)聚酰胺納濾膜的結構和性能。預加載的硝酸鋅和PIP絡合限制了水相單體的擴散速度使得膜表面形成了條紋狀的大納米孔（約9.3?）聚酰胺圖靈結構。在染料分離實驗中,TFC-Zn膜在具有相當高的染料截留率（≈90%）的同時,水滲透通量（≥117.2 L/m~2·h）是未添加六水合硝酸鋅的TFC膜的4倍以上。隨后,為改善納濾膜的脫鹽性能。通過原位反擴散的方法在聚酰胺膜納米孔處引入ZIF材料,在膜表面構建了水通道。有機配體和金屬離子在聚酰胺膜表面的擴散過程主要發(fā)生在聚酰胺分離層中的... 

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 前言
        1.1.1 納濾膜的現(xiàn)狀
        1.1.2 納濾膜分離機理
        1.1.3 納濾膜的制備方法
        1.1.4 納濾膜的應用
    1.2 界面聚合法制備超薄聚酰胺納濾膜(TFC-NF)
        1.2.1 基膜材料的選取
        1.2.2 界面聚合的參數(shù)優(yōu)化
    1.3 納米材料改進聚酰胺復合膜(TFN-NF)
        1.3.1 金屬有機骨架材料(MOF)及應用
        1.3.2 MOF原位反擴散生長制備無缺陷的納濾膜
    1.4 課題的研究和提出
第二章 實驗部分
    2.1 實驗藥品
    2.2 實驗儀器
    2.3 納濾膜的表征
        2.3.1 傅里葉變換紅外光譜(FTIR)
        2.3.2 X射線衍射儀(XRD)
        2.3.3 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.3.4 原子力顯微鏡(AFM)
        2.3.5 透射電子顯微鏡(TEM)
        2.3.6 膜表面Zeta電位
        2.3.7 膜表面接觸角(WCA)
        2.3.8 X射線光電子能譜儀(XPS)
        2.3.9 電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀-質譜儀(ICP-MS)
    2.4 納濾膜的性能評價
        2.4.1 膜對無機鹽分離性能評價
        2.4.2 膜對染料分離性能評價
        2.4.3 膜的抗污染性能測試
        2.4.4 膜對PEG截留性能測試
第三章 無機鹽誘導形成高通量的PA納濾膜及性能研究
    3.1 引言
    3.2 TFC-Zn納濾膜的制備
        3.2.1 TFC膜的制備
        3.2.2 TFC-Zn膜的制備
        3.2.3 TFC-Zn膜的制備過程分析
    3.3 TFC-Zn納濾膜的表征
        3.3.1 膜表面化學結構和化學組成分析
        3.3.2 膜表面形貌分析
        3.3.3 膜表面親水性和荷電性分析
    3.4 結果與討論
        3.4.1 Zn(II)負載量對膜分離性能的影響
        3.4.2 TFC-Zn膜對溶質的截留性能
        3.4.3 TFC-Zn膜的孔徑分析
    3.5 本章小結
第四章 PA/ZIF復合納濾膜的原位反擴散生長及性能研究
    4.1 引言
    4.2 PA/ZIF復合納濾膜的制備
        4.2.1 TFC膜的制備
        4.2.2 TFN-ZIF膜的制備
        4.2.3 CM膜的制備
    4.3 PA/ZIF復合納濾膜的流程圖
    4.4 PA/ZIF復合納濾膜的表征
        4.4.1 膜表面化學結構和化學組成分析
        4.4.2 膜表面形貌分析
        4.4.3 膜表面粗糙度、親水性和電荷性分析
    4.5 結果與討論
        4.5.1 Zn(II)負載量對膜分離性能的影響
        4.5.2 浸泡時間對膜分離性能的影響
        4.5.3 不同種類的PA/ZIF膜的分離性能的影響
        4.5.4 PA/ZIF膜的抗污染性能
    4.6 本章小結
第五章 結論與展望
    5.1 結論
    5.2 展望
參考文獻
致謝
作者簡介
    1 作者簡歷
    2 攻讀博士/碩士學位期間發(fā)表的學術論文
    3 參加的科研項目及獲獎情況
    4 發(fā)明專利
學位論文數(shù)據(jù)集


【參考文獻】：
期刊論文
[1]圖靈結構聚酰胺分離膜突破納濾膜的透水極限[J]. 王獻紅.  高分子學報. 2018(06)



本文編號：3667224