納米復合聚酰胺反滲透膜是一種通過界面聚合工藝制備的新型復合膜。向聚酰胺薄膜層內(nèi)摻雜納米粒子可以大幅提高反滲透膜性能。然而,為了提高納米粒子在溶液中的分散性,降低其與聚酰胺聚合物間的非選擇性界面的形成,常需要對納米粒子進行復雜的化學改性。本文希望發(fā)展一種工藝簡單,涉及化學物質少的原位聚合策略。我們選取了能與羥基、胺基反應的氯硅烷前驅體,將其置于油相溶液中,通過前驅體與水相擴散過來的單體羥基、胺基的反應,原位生成與聚酰胺強相互作用的硅基納米復合反滲透膜。系統(tǒng)選取了四氯化硅、甲基三氯化硅和苯基三氯化硅前驅體,實現(xiàn)了反滲透膜性能的多方面提高。首先建立了一種基于四氯化硅原位聚合的納米復合聚酰胺反滲透膜制備方法。通過四氯化硅與羥基和胺基的反應,制備了高親水性的納米復合聚酰胺反滲透膜。系統(tǒng)研究了四氯化硅濃度對聚酰胺分離層結構形貌、組成和性能的影響。原位產(chǎn)生的高親水性納米粒子有效地摻入聚酰胺基質中。它們通過共價鍵和氫鍵與聚酰胺聚合物形成強相互作用。在四氯化硅原位聚合的聚酰胺膜中產(chǎn)生了豐富的羥基。四氯化硅大大增加了聚酰胺膜背面上的孔和橫截面中的空洞。在頂部表面上產(chǎn)生越來越松散的葉片狀結構。在保持膜的水鹽...

【文章頁數(shù)】：140 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號說明
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 反滲透膜
        1.2.1 反滲透膜的歷程
        1.2.2 反滲透膜的結構
        1.2.3 反滲透膜的分離性能
        1.2.4 反滲透膜的成膜機理
    1.3 高性能反滲透膜
        1.3.1 材料優(yōu)化
        1.3.2 聚合反應優(yōu)化
        1.3.3 后處理工藝優(yōu)化
    1.4 納米復合高性能反滲透膜
        1.4.1 概述
        1.4.2 納米復合高性能反滲透膜
        1.4.3 原位生成的納米復合高性能反滲透膜
    1.5 課題提出和主要內(nèi)容
第二章 實驗部分
    2.1 實驗原料及所用儀器
        2.1.1 膜材料
        2.1.2 實驗藥品
        2.1.3 實驗儀器與設備
    2.2 分析表征方法
        2.2.1 膜分離性能分析
        2.2.2 掃描電鏡分析
        2.2.3 原子力顯微鏡分析
        2.2.4 透射電鏡分析
        2.2.5 表面元素分析
        2.2.6 紅外光譜分析
        2.2.7 熱分析
        2.2.8 接觸角分析
        2.2.9 Zeta電位分析
第三章 SiCl₄原位聚合的納米復合聚酰胺反滲透膜
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 膜的制備
        3.2.2 膜的表征
    3.3 結果與討論
        3.3.1 SiCl₄納米復合聚酰胺膜的滲透性能
        3.3.2 SiCl₄納米復合聚酰胺膜的結構與形貌
        3.3.3 SiCl₄納米復合聚酰胺膜的組成
        3.3.4 SiCl₄納米復合聚酰胺膜的界面性能
        3.3.5 與其他納米復合聚酰胺膜的性能比較
    3.4 小結
第四章 MeSiCl₃原位聚合的納米復合聚酰胺反滲透膜
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 膜的制備
        4.2.2 膜的表征
    4.3 結果與討論
        4.3.1 MeSiCl₃納米復合聚酰胺膜的滲透性能
        4.3.2 MeSiCl₃納米復合聚酰胺膜的結構與形貌
        4.3.3 MeSiCl₃納米復合聚酰胺膜的組成
        4.3.4 MeSiCl₃納米復合聚酰胺膜的界面性能
        4.3.5 MeSiCl₃納米復合聚酰胺膜的抗污染性能
        4.3.6 與其他納米復合聚酰胺膜的性能比較
    4.4 小結
第五章 PhSiCl3原位聚合的納米復合聚酰胺反滲透膜
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 膜的制備
        5.2.2 膜的表征
    5.3 結果與討論
        5.3.1 PhSiCl₃納米復合聚酰胺膜的滲透性能
        5.3.2 PhSiCl₃納米復合聚酰胺膜的結構與形貌
        5.3.3 PhSiCl₃納米復合聚酰胺膜的組成
        5.3.4 PhSiCl₃納米復合聚酰胺膜的界面性能
        5.3.5 PhSiCl₃原位聚合的機理和結構發(fā)展
    5.4 小結
第六章 結論、創(chuàng)新與展望
    6.1 全文主要結論
    6.2 研究特色與創(chuàng)新
    6.3 主要不足和后續(xù)研究方向
參考文獻
附錄
    附錄1 第二章補充數(shù)據(jù)
    附錄2 第三章補充數(shù)據(jù)
    附錄3 第四章補充數(shù)據(jù)
    附錄4 第五章補充數(shù)據(jù)
作者簡介
    1 作者簡歷
    2 攻讀博士學位期間發(fā)表的學術論文
    3 發(fā)明專利
致謝
學位論文數(shù)據(jù)集



本文編號：3790320