納濾膜作為一種低壓分離技術(shù),其孔徑范圍為0.5-2 nm,可用來截留無機(jī)鹽和小分子有機(jī)物（如染料）等。最先進(jìn)的薄膜復(fù)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(shí)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(huì)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(diǎn)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(gòu)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(diào)節(jié)聚酰胺納濾膜的結(jié)構(gòu)和性能。預(yù)加載的硝酸鋅和PIP絡(luò)合限制了水相單體的擴(kuò)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(jié)構(gòu)。在染料分離實(shí)驗(yàn)中,TFC-Zn膜在具有相當(dāng)高的染料截留率（≈90%）的同時(shí),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(kuò)散的方法在聚酰胺膜納米孔處引入ZIF材料,在膜表面構(gòu)建了水通道。有機(jī)配體和金屬離子在聚酰胺膜表面的擴(kuò)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(xué)位級(jí)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(jī)理
        1.1.3 納濾膜的制備方法
        1.1.4 納濾膜的應(yīng)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(jìn)聚酰胺復(fù)合膜(TFN-NF)
        1.3.1 金屬有機(jī)骨架材料(MOF)及應(yīng)用
        1.3.2 MOF原位反擴(kuò)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(shí)驗(yàn)部分
    2.1 實(shí)驗(yàn)藥品
    2.2 實(shí)驗(yàn)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(zhì)譜儀(ICP-MS)
    2.4 納濾膜的性能評(píng)價(jià)
        2.4.1 膜對無機(jī)鹽分離性能評(píng)價(jià)
        2.4.2 膜對染料分離性能評(píng)價(jià)
        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(jī)鹽誘導(dǎo)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(xué)結(jié)構(gòu)和化學(xué)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(jié)果與討論
        3.4.1 Zn(II)負(fù)載量對膜分離性能的影響
        3.4.2 TFC-Zn膜對溶質(zhì)的截留性能
        3.4.3 TFC-Zn膜的孔徑分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 PA/ZIF復(fù)合納濾膜的原位反擴(kuò)散生長及性能研究
    4.1 引言
    4.2 PA/ZIF復(fù)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(fù)合納濾膜的流程圖
    4.4 PA/ZIF復(fù)合納濾膜的表征
        4.4.1 膜表面化學(xué)結(jié)構(gòu)和化學(xué)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(jié)果與討論
        4.5.1 Zn(II)負(fù)載量對膜分離性能的影響
        4.5.2 浸泡時(shí)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(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡介
    1 作者簡歷
    2 攻讀博士/碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
    3 參加的科研項(xiàng)目及獲獎(jiǎng)情況
    4 發(fā)明專利
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]圖靈結(jié)構(gòu)聚酰胺分離膜突破納濾膜的透水極限[J]. 王獻(xiàn)紅.  高分子學(xué)報(bào). 2018(06)



本文編號(hào)：3667224