Ti 3 C 2 T x 納米片尺寸對膜擴散通道結(jié)構(gòu)的研究
發(fā)布時間：2023-07-25 01:59
當(dāng)前含油廢水,抗生素污水,還有CO2分離等環(huán)境和能源問題引起廣泛的關(guān)注,設(shè)計高效的分離膜有望解決上述困局,且擴展膜材料的應(yīng)用范圍。二維材料膜的出現(xiàn)和發(fā)展在高性能膜的材料選擇和膜孔設(shè)計方面提供新的思路和研究方向,使人們能同時制備出高通量和高截留的膜成為可能。二維膜主要由納米片堆疊形成的層間通道進行尺寸篩分和選擇性傳質(zhì)。納米片的表面性質(zhì)和幾何尺寸將會直接決定擴散通道的路徑和傳質(zhì)阻力。本文通過Ti3C2Tx納米片為研究對象,利用納米片表面均一的官能團分布和片層尺寸的調(diào)節(jié)來達(dá)到擴展二維膜分離的應(yīng)用范圍,同時研究片層尺寸對構(gòu)造規(guī)整層間通道,達(dá)到完美層間篩分的目的。并建立片層尺寸和分離性能之間的模型關(guān)系,進一步理解二維膜的傳質(zhì)機理。本文具體研究主要分以下四部分:(1)以HCl和LiF為混合刻蝕劑來選擇性刻蝕Ti3Al C2 MAX相,得到橫向尺寸約為1 nm的Ti3C2Tx納米片。然后采用真空抽濾的方法...
【文章頁數(shù)】：144 頁
【學(xué)位級別】：博士
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 膜分離
1.3 二維材料在膜中的應(yīng)用
1.4 片層材料膜
1.5 片層材料膜研究現(xiàn)狀
1.5.1 石墨烯基材料
1.5.2 過渡金屬硫化物
1.5.3 金屬有機框架
1.5.4 共價有機框架
1.5.5 六方氮化硼
1.5.6 片層雙金屬氫氧化物
1.5.7 沸石分子篩
1.5.8 其他二維材料
1.6 過渡金屬碳/氮化合物
1.6.1 過渡金屬碳/氮化合物制備方法
1.6.2 碳化鈦納米片膜研究進展
1.7 本論文選題依據(jù)和研究方法
第二章 實驗方法和研究手段
2.1 材料和試劑
2.2 表征儀器和方法
2.3 材料結(jié)構(gòu)和性能表征
2.3.1 場發(fā)射掃描電子顯微鏡
2.3.2 掃描探針顯微鏡
2.3.3 場發(fā)射投射電子顯微鏡
2.3.4 X射線衍射儀
2.3.5 傅里葉變換紅外光譜儀
2.3.6 多功能光電子能譜儀
2.3.7 納米粒度電位儀
2.3.8 顯微拉曼光譜儀
2.3.9 紫外可見近紅外光譜儀
2.3.10 小角X射線散射儀
2.3.11 氣相色譜儀
2.3.12 接觸角測試儀
2.3.13 總有機碳分析儀
2.3.14 拉伸壓縮材料試驗機
2.3.15 高效液相色譜儀
2.3.16 N2吸脫附儀
2.3.17 熱重和熱焓分析
2.4 膜性能測試和表征
2.4.1 油水分離性能測試
2.4.2 抗生素分離實驗
2.4.3 氣體分離實驗
第三章 超薄Ti3C2Tx膜分離油水乳化物
3.1 引言
3.2 實驗部分
3.2.1 Ti3C2Tx納米片溶液制備
3.2.2 Ti3C2Tx納米片層膜制備
3.2.3 油水污染物制備
3.2.4 油水系統(tǒng)分離實驗
3.2.5 分子動力學(xué)模擬
3.3 結(jié)果和討論
3.4 本章小結(jié)
第四章 高長徑比構(gòu)筑的規(guī)整Ti3C2Tx片層膜分離抗生素污水
4.1 引言
4.2 實驗部分
4.2.1 材料和試劑
4.2.2 抗生素分離實驗
4.2.3 膜靜態(tài)吸附實驗
4.3 結(jié)果與討論
4.4 本章小結(jié)
第五章 超大納米片構(gòu)筑Ti3C2Tx膜用在氣體分離
5.1 引言
5.2 實驗部分
5.3 結(jié)果與討論
5.4 本章小結(jié)
第六章 片層大小對膜分離性能研究
6.1 引言
6.2 實驗部分
6.3 結(jié)果與討論
6.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
一、結(jié)論
二、展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件
本文編號：3836947
【文章頁數(shù)】：144 頁
【學(xué)位級別】：博士
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 膜分離
1.3 二維材料在膜中的應(yīng)用
1.4 片層材料膜
1.5 片層材料膜研究現(xiàn)狀
1.5.1 石墨烯基材料
1.5.2 過渡金屬硫化物
1.5.3 金屬有機框架
1.5.4 共價有機框架
1.5.5 六方氮化硼
1.5.6 片層雙金屬氫氧化物
1.5.7 沸石分子篩
1.5.8 其他二維材料
1.6 過渡金屬碳/氮化合物
1.6.1 過渡金屬碳/氮化合物制備方法
1.6.2 碳化鈦納米片膜研究進展
1.7 本論文選題依據(jù)和研究方法
第二章 實驗方法和研究手段
2.1 材料和試劑
2.2 表征儀器和方法
2.3 材料結(jié)構(gòu)和性能表征
2.3.1 場發(fā)射掃描電子顯微鏡
2.3.2 掃描探針顯微鏡
2.3.3 場發(fā)射投射電子顯微鏡
2.3.4 X射線衍射儀
2.3.5 傅里葉變換紅外光譜儀
2.3.6 多功能光電子能譜儀
2.3.7 納米粒度電位儀
2.3.8 顯微拉曼光譜儀
2.3.9 紫外可見近紅外光譜儀
2.3.10 小角X射線散射儀
2.3.11 氣相色譜儀
2.3.12 接觸角測試儀
2.3.13 總有機碳分析儀
2.3.14 拉伸壓縮材料試驗機
2.3.15 高效液相色譜儀
2.3.16 N2吸脫附儀
2.3.17 熱重和熱焓分析
2.4 膜性能測試和表征
2.4.1 油水分離性能測試
2.4.2 抗生素分離實驗
2.4.3 氣體分離實驗
第三章 超薄Ti3C2Tx膜分離油水乳化物
3.1 引言
3.2 實驗部分
3.2.1 Ti3C2Tx納米片溶液制備
3.2.2 Ti3C2Tx納米片層膜制備
3.2.3 油水污染物制備
3.2.4 油水系統(tǒng)分離實驗
3.2.5 分子動力學(xué)模擬
3.3 結(jié)果和討論
3.4 本章小結(jié)
第四章 高長徑比構(gòu)筑的規(guī)整Ti3C2Tx片層膜分離抗生素污水
4.1 引言
4.2 實驗部分
4.2.1 材料和試劑
4.2.2 抗生素分離實驗
4.2.3 膜靜態(tài)吸附實驗
4.3 結(jié)果與討論
4.4 本章小結(jié)
第五章 超大納米片構(gòu)筑Ti3C2Tx膜用在氣體分離
5.1 引言
5.2 實驗部分
5.3 結(jié)果與討論
5.4 本章小結(jié)
第六章 片層大小對膜分離性能研究
6.1 引言
6.2 實驗部分
6.3 結(jié)果與討論
6.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
一、結(jié)論
二、展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間取得的研究成果
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本文編號：3836947
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