聚丙烯分離膜表面固有的疏水特性使其應(yīng)用在水處理領(lǐng)域中時容易被污染,造成膜的分離效率降低。因此,利用物理和化學(xué)等方法來改善分離膜表面的親水性具有重大的社會效益與科學(xué)價值。傳統(tǒng)的改性方法存在穩(wěn)定性差、親水化效果不理想、以及選擇性與滲透性之間的trade-off現(xiàn)象等缺陷。如何通過對微觀結(jié)構(gòu)的調(diào)控同時提高聚合物分離膜的滲透性、選擇性及抗污染性能是膜表面改性研究中的關(guān)鍵技術(shù)問題。超聲波在聚合物合成及改性中不但可以提高反應(yīng)效率,而且可以通過空化效應(yīng)及微射流的作用在一定程度上調(diào)控聚合物的結(jié)構(gòu)。鑒于此,本論文將超聲輔助接枝聚合技術(shù)應(yīng)用在聚丙烯中空纖維膜的表面改性中,通過對分離膜中微觀結(jié)構(gòu)的調(diào)控以解決上述提到問題,獲得結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、性能優(yōu)異的分離膜,本論文具體研究內(nèi)容和主要結(jié)論如下:通過超聲輔助親水性單體對聚丙烯中空纖維膜進(jìn)行性能優(yōu)化。在超聲波輻射條件下,采用丙烯酸對聚丙烯中空纖維膜進(jìn)行接枝改性,研究了配方與工藝條件對改性膜的表面組成及形貌結(jié)構(gòu)的影響;改性膜的微觀結(jié)構(gòu)與膜性能之間的關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn),超聲波可以顯著提高丙烯酸在膜表面的接枝密度;在強(qiáng)的超聲毛細(xì)作用下,少部分丙烯酸接枝在改性膜的內(nèi)部孔表面,大部分... 

【文章頁數(shù)】：155 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 聚合物膜的概述
        1.1.1 聚合物分離膜的定義及分類
        1.1.2 膜材料及制膜方法
        1.1.3 聚合物分離膜的應(yīng)用領(lǐng)域
        1.1.4 聚合物分離膜的污染及機(jī)理
        1.1.5 聚丙烯中空纖維膜(PPHFM)在應(yīng)用中存在的問題
    1.2 聚丙烯中空纖維膜的功能化改性
        1.2.1 共混改性
        1.2.2 表面涂覆改性
        1.2.3 表面接枝改性
    1.3 超聲波技術(shù)在聚合物合成及改性中的應(yīng)用
        1.3.1 超聲波的定義及作用原理
        1.3.2 超聲波技術(shù)的優(yōu)勢
    1.4 課題的提出、研究思路與內(nèi)容
        1.4.1 課題研究背景
        1.4.2 研究內(nèi)容
第二章 超聲輔助制備丙烯酸接枝聚丙烯中空纖維膜的結(jié)構(gòu)調(diào)控及性能研究
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 原料及試劑
        2.2.2 實驗設(shè)備及裝置
        2.2.3 改性膜的制備
        2.2.4 改性膜的表征
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 配方與工藝條件對改性PPHFM中微觀結(jié)構(gòu)的影響
        2.3.2 改性PPHFM中微觀結(jié)構(gòu)對膜性能的影響
            2.3.2.1 改性PPHFM的表面化學(xué)組成
            2.3.2.2 改性PPHFM的形貌結(jié)構(gòu)
            2.3.2.3 改性PPHFM的力學(xué)性能
            2.3.2.4 改性PPHFM的純水通量及表面潤濕性能
            2.3.2.5 改性PPHFM的分離、截留及抗污染性能
    2.4 本章小結(jié)
第三章 超聲輔助制備兩性離子共聚物接枝聚丙烯中空纖維膜的結(jié)構(gòu)調(diào)控及性能研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 原料及試劑
        3.2.2 實驗設(shè)備及裝置
        3.2.3 改性膜的制備
        3.2.4 改性膜的表征
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 PPHFM-g-GMA中微觀結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑及形成機(jī)理
            3.3.1.1 配方與工藝條件對改性PPHFM中微觀結(jié)構(gòu)的影響
            3.3.1.2 改性PPHFM中微觀結(jié)構(gòu)的形成機(jī)理
        3.3.2 PPHFM中兩性離子微觀結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑、形成機(jī)理及膜性能研究
            3.3.2.1 改性PPHFM中的微觀結(jié)構(gòu)及形成機(jī)理
            3.3.2.2 改性PPHFM中微觀結(jié)構(gòu)對膜性能的影響
    3.4 本章小結(jié)
第四章 超聲輔助制備SMA/PP中空纖維Janus膜的結(jié)構(gòu)調(diào)控及性能研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 原料及試劑
        4.2.2 實驗設(shè)備及裝置
        4.2.3 改性膜的制備
        4.2.4 改性膜的表征
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 配方與工藝條件對構(gòu)筑SMA/PP中空纖維Janus膜中微觀結(jié)構(gòu)的影響
        4.3.2 SMA/PP中空纖維Janus膜中微觀結(jié)構(gòu)的形成機(jī)理及膜性能研究
            4.3.2.1 改性PPHFM表面的形貌結(jié)構(gòu)
            4.3.2.2 改性PPHFM表面的化學(xué)組成
            4.3.2.3 改性PPHFM表面SMA中貫通孔結(jié)構(gòu)的形成機(jī)理
            4.3.2.4 改性PPHFM中微觀結(jié)構(gòu)對膜性能的影響
    4.4 本章小結(jié)
第五章 主要結(jié)論
論文創(chuàng)新點
工作展望
參考文獻(xiàn)
博士期間取得的相關(guān)成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[10]浸沒式膜-生物反應(yīng)器污泥組分對膜污染的影響[J]. 吳志超,尹星,王志偉,王新華,夏明芳,陸繼來,張利民.  環(huán)境工程學(xué)報. 2009(01)

博士論文
[1]基于聚多巴胺/聚乙烯亞胺共沉積技術(shù)的聚合物膜表界面工程[D]. 楊皓程.浙江大學(xué) 2017

碩士論文
[1]聚丙烯中空纖維膜親水化改性及其在MBR中抗污染性的研究[D]. 孫丕超.天津工業(yè)大學(xué) 2017
[2]改性聚偏氟乙烯超濾膜抗污染性能研究[D]. 李旭輝.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[3]聚丙烯的親水性改性研究[D]. 姚瑜.南京工業(yè)大學(xué) 2005



本文編號：3685925