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(wèn)題引起廣泛的關(guān)注,設(shè)計(jì)高效的分離膜有望解決上述困局,且擴(kuò)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(jì)方面提供新的思路和研究方向,使人們能同時(shí)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(jìn)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(huì)直接決定擴(kuò)散通道的路徑和傳質(zhì)阻力。本文通過(guò)Ti₃C₂T_x納米片為研究對(duì)象,利用納米片表面均一的官能團(tuán)分布和片層尺寸的調(diào)節(jié)來(lái)達(dá)到擴(kuò)展二維膜分離的應(yīng)用范圍,同時(shí)研究片層尺寸對(duì)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(jìn)一步理解二維膜的傳質(zhì)機(jī)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(lái)選擇性刻蝕Ti₃Al C₂ MAX相,得到橫向尺寸約為1 nm的Ti₃C₂T_x納米片。然后采用真空抽濾的方法...

【文章頁(yè)數(shù)】：144 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(guò)渡金屬硫化物
        1.5.3 金屬有機(jī)框架
        1.5.4 共價(jià)有機(jī)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(guò)渡金屬碳/氮化合物
        1.6.1 過(guò)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(jìn)展
    1.7 本論文選題依據(jù)和研究方法
第二章 實(shí)驗(yàn)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(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡
        2.3.2 掃描探針顯微鏡
        2.3.3 場(chǎng)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(jiàn)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(cè)試儀
        2.3.13 總有機(jī)碳分析儀
        2.3.14 拉伸壓縮材料試驗(yàn)機(jī)
        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(cè)試和表征
        2.4.1 油水分離性能測(cè)試
        2.4.2 抗生素分離實(shí)驗(yàn)
        2.4.3 氣體分離實(shí)驗(yàn)
第三章 超薄Ti₃C₂T_x膜分離油水乳化物
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 Ti₃C₂T_x納米片溶液制備
        3.2.2 Ti₃C₂T_x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(shí)驗(yàn)
        3.2.5 分子動(dòng)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(zhǎng)徑比構(gòu)筑的規(guī)整Ti₃C₂T_x片層膜分離抗生素污水
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 材料和試劑
        4.2.2 抗生素分離實(shí)驗(yàn)
        4.2.3 膜靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)
    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Ti₃C₂T_x膜用在氣體分離
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)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(duì)膜分離性能研究
    6.1 引言
    6.2 實(shí)驗(yàn)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(hào)：3836947