納米ZrO 2 /PVDF改性膜的制備及其處理乳化油廢水膜污染機(jī)制的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-20 15:42
我國“十二五規(guī)劃”中,開發(fā)高性能膜材料是節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)的一項(xiàng)戰(zhàn)略發(fā)展內(nèi)容,然而國內(nèi)相關(guān)研究卻甚少,大多僅停留于實(shí)驗(yàn)室階段,較少結(jié)合實(shí)際應(yīng)用去有效推進(jìn)。作為當(dāng)前最主流的商業(yè)化膜材料,PVDF(Polyvinylidene fluoride)占據(jù)了較大市場份額,但該材料表面能低,致使該材質(zhì)膜親水性較差,在實(shí)際應(yīng)用容易被油類、蛋白質(zhì)等疏水性有機(jī)物所污染,直接導(dǎo)致膜通量小、能耗高及使用壽命縮短,而解決此類問題的關(guān)鍵就在于對膜材料親水改性。近幾年,將無機(jī)納米組分引入高分子膜成為膜材料研究領(lǐng)域的新熱點(diǎn),用此方式所獲得的新型膜將兼具有機(jī)高分子與無機(jī)納米材料的特點(diǎn),綜合性能表現(xiàn)較優(yōu)良,且親水性有較明顯改善。經(jīng)全面了解,目前此類研究中,用得較多的納米材料是納米TiO2、SiO2、AI2O3等,而采用納米Zr02改性聚合膜材料的研究卻很少。眾所周知,在油水分離應(yīng)用中Zr02陶瓷膜的性能表現(xiàn)尤其優(yōu)良,這則取決于該材質(zhì)膜的特殊表面性質(zhì),如高密度與強(qiáng)極性。由于Zr02膜的化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)于Ti02膜與A1203膜,研究者們認(rèn)為Zr02膜更適合用于復(fù)雜苛刻的液相分離體系。Zr02因其材質(zhì)性質(zhì)能夠成為膜材料中性能優(yōu)異的無...
【文章來源】:中國地質(zhì)大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:177 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
作者簡介
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
§1.1 膜分離技術(shù)簡介
1.1.1 膜的定義、分類及發(fā)展
1.1.2 膜材料類型與開發(fā)思路
§1.2 PVDF膜材料及制膜工藝
1.2.1 PVDF膜材料性質(zhì)
1.2.2 PVDF膜制備工藝
1.2.3 制膜關(guān)鍵影響因素
§1.3 PVDF膜的親水改性方法
1.3.1 PVDF膜表面改性
1.3.2 PVDF膜本體改性
1.3.3 膜改性的重要發(fā)展方向
§1.4 無機(jī)納米粒子/聚合物膜的研究
1.4.1 無機(jī)納米粒子/聚合物膜的分類
1.4.2 雜化膜的制備方法
§1.5 工業(yè)含油廢水處理技術(shù)分析
1.5.1 含油廢水及其處理技術(shù)
1.5.2 膜技術(shù)處理含油廢水研究現(xiàn)狀
1.5.3 當(dāng)前不足及今后發(fā)展趨勢
§1.6 論文的來源與研究意義、研究內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)
1.6.1 論文來源
1.6.2 研究意義
1.6.3 研究內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)
第二章 制膜實(shí)驗(yàn)條件與膜測試表征方法
§2.1 制膜實(shí)驗(yàn)條件
2.1.1 原料與試劑
2.1.2 儀器與設(shè)備
§2.2 制膜方法與操作要點(diǎn)
2.2.1 制膜方法
2.2.2 操作要點(diǎn)
§2.3 膜測試表征方法
2.3.1 測試膜性能
2.3.2 表征膜結(jié)構(gòu)
第三章 NIPS法制膜工藝參數(shù)優(yōu)化
§3.1 引言
§3.2 分析NIPS法制膜原理
3.2.1 溶劑-非溶劑體系
3.2.2 聚合物濃度
3.2.3 添加劑類型
3.2.4 凝固浴組成及溫度
3.2.5 預(yù)蒸發(fā)時(shí)間
3.2.6 后處理方式
§3.3 PVDF膜的制備及工藝參數(shù)優(yōu)化
3.3.1 實(shí)驗(yàn)材料及方法
3.3.2 溶劑-非溶劑的選擇
3.3.3 聚合物濃度的確定
3.3.4 添加劑品種及含量的確定
§3.4 本章小結(jié)
2/PVDF改性膜的制備、測試及表征">第四章 納米ZrO2/PVDF改性膜的制備、測試及表征
§4.1 引言
2的性質(zhì)"> 4.1.1 ZrO2的性質(zhì)
2晶相"> 4.1.2 納米ZrO2晶相
§4.2 實(shí)驗(yàn)材料及方法
4.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
2/PVDF改性膜"> 4.2.2 制備ZrO2/PVDF改性膜
4.2.3 改性膜的表征及測試
§4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 XRD分析
4.3.2 FTIR分析
4.3.3 膜表面親水性
4.3.4 膜微觀結(jié)構(gòu)
4.3.5 膜過濾性能
4.3.6 晶相類型影響分析
§4.4 本章小結(jié)
2對成膜過程規(guī)律的影響研究">第五章 添加納米ZrO2對成膜過程規(guī)律的影響研究
§5.1 引言
§5.2 相分離成膜基礎(chǔ)理論
§5.3 實(shí)驗(yàn)材料及方法
5.3.1 實(shí)驗(yàn)材料
5.3.2 測量鑄膜液粘度
5.3.3 濁點(diǎn)滴定法繪制三元相圖
5.3.4 分光光度法測量透光度曲線
5.3.5 觀察凝膠過程及測量凝膠速度
§5.4 結(jié)果與討論
5.4.1 鑄膜液粘度變化
5.4.2 熱力學(xué)三元相圖分析
5.4.3 透光度曲線分析
5.4.4 凝膠成膜過程分析
§5.5 本章小結(jié)
第六章 改性膜處理乳化油廢水的膜污染機(jī)制研究
§6.1 引言
§6.2 吸附乳化油的膜污染特性
6.2.1 實(shí)驗(yàn)材料及方法
6.2.2 考察靜態(tài)吸附量
6.2.3 擬合等溫吸附線
6.2.4 確定熱力學(xué)參數(shù)
6.2.5 動(dòng)力學(xué)過程討論
§6.3 過濾乳化油廢水的膜阻力分析
6.3.1 實(shí)驗(yàn)材料及方法
6.3.2 膜阻力及其分布
6.3.3 運(yùn)行參數(shù)的影響
6.3.4 水環(huán)境因素分析
§6.4 本章小結(jié)
第七章 過濾乳化油廢水的膜堵塞理論模型及膜污染微觀研究
§7.1 引言
§7.2 膜堵塞理論模型應(yīng)用分析
7.2.1 膜堵塞理論基礎(chǔ)
7.2.2 實(shí)驗(yàn)材料及方法
7.2.3 識(shí)別膜堵塞類型
§7.3 膜污染微觀分析
7.3.1 SEM分析
7.3.2 AFM分析
7.3.3 EDS分析
§7.4 本章小結(jié)
第八章 改性膜處理鋼廠冷軋乳化油廢水的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)研究
§8.1 引言
§8.2 開發(fā)新應(yīng)用工藝
8.2.1 水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)提升
8.2.2 確定工藝路線
§8.3 改性膜MBR小試實(shí)驗(yàn)
8.3.1 實(shí)驗(yàn)裝置及方法
8.3.2 運(yùn)行效果分析
§8.4 技術(shù)經(jīng)濟(jì)性評估
8.4.1 工程投資
8.4.2 運(yùn)行成本
§8.5 本章小結(jié)
第九章 結(jié)論與展望
§9.1 結(jié)論
§9.2 建議
致謝
參考文獻(xiàn)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]含混合添加劑的PVDF超濾膜鑄膜液配方優(yōu)化[J]. 高春雷,鮑建國,謝雄,周雨,胡為,包靜玥,詹必萬. 中國給水排水. 2014(13)
[2]膜材料:膜技術(shù)存在很大發(fā)展空間[J]. 江蘇建材. 2013(02)
[3]膜生物反應(yīng)器處理聚驅(qū)采油廢水研究[J]. 李繼宏,胡筱敏,李亮,趙麗靜,董怡華. 環(huán)境污染與防治. 2013(02)
[4]冷軋廢水處理新技術(shù)及深度處理回用研究[J]. 羅貴昌. 冶金動(dòng)力. 2012(05)
[5]PVDF-ZrO2復(fù)合中空纖維膜在乳化油廢水中的應(yīng)用[J]. 黃政偉,李衛(wèi)星,邢衛(wèi)紅. 現(xiàn)代化工. 2011(S2)
[6]混合添加劑對TiO2/PVDF平板超濾膜性能和結(jié)構(gòu)的影響[J]. 閆勇,趙長偉,曾楚怡,于洋,欒兆坤. 水處理技術(shù). 2011(09)
[7]新型反滲透膜的研究進(jìn)展[J]. 陳歡林,瞿新營,張林,高從堦. 膜科學(xué)與技術(shù). 2011(03)
[8]聚合物膜制備過程中的相關(guān)基礎(chǔ)問題[J]. 任吉中,鄧麥村. 膜科學(xué)與技術(shù). 2011(03)
[9]熱力學(xué)及動(dòng)力學(xué)因素對L-S相轉(zhuǎn)化法制備非對稱膜結(jié)構(gòu)與性能的影響[J]. 孫本惠. 膜科學(xué)與技術(shù). 2011(01)
[10]乳化油廢水Zeta電位值的影響因素研究[J]. 王煒,封頂成. 工業(yè)用水與廢水. 2010(06)
博士論文
[1]MBR膜污染解析及MFC-MBR耦合系統(tǒng)膜污染控制研究[D]. 蘇欣穎.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[2]納米TiO2+Al2O3/PVDF超濾膜的制備及應(yīng)用研究[D]. 孫鴻.東北石油大學(xué) 2013
[3]抗污染、高通量多孔膜的制備及膜過程強(qiáng)化研究[D]. 彭金明.天津大學(xué) 2012
[4]聚偏氟乙烯改性膜處理油田三次采出水的抗污染特性與機(jī)制[D]. 衣雪松.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[5]二氧化鋯納米材料的水熱/溶劑熱法控制合成及性質(zhì)表征[D]. 舒展霞.山東大學(xué) 2012
[6]納米無機(jī)摻雜改性聚偏氟乙烯超濾膜的制備及其性能研究[D]. 廖嬋娟.武漢大學(xué) 2011
[7]納米級氧化鋯功能材料的制備及性能研究[D]. 呂曉棠.吉林大學(xué) 2010
[8]膜技術(shù)產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新路徑研究[D]. 曹亞克.天津大學(xué) 2009
[9]聚偏氟乙烯與納米二氧化鈦復(fù)合超濾膜的研制[D]. 曹曉春.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2006
[10]溶液相轉(zhuǎn)化法制備PVDF微孔膜過程中的結(jié)構(gòu)控制及其性能研究[D]. 左丹英.浙江大學(xué) 2005
碩士論文
[1]ZrO2納米粒子原位雜化PVDF(PES)超濾膜的制備及其抗污染性能研究[D]. 陸莊羽.南京理工大學(xué) 2013
[2]PVDF微孔薄膜的成型研究[D]. 韓娟娟.北京化工大學(xué) 2012
[3]相轉(zhuǎn)化法制備改性聚偏氟乙烯(PVDF)多孔膜的研究[D]. 劉小芬.浙江大學(xué) 2009
[4]無機(jī)粉體改性PVDF超濾膜制備及膜污染機(jī)理的研究[D]. 赫明佳.東北林業(yè)大學(xué) 2009
[5]超濾處理聚驅(qū)采油廢水的效能及膜污染機(jī)理研究[D]. 梁紅瑩.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
[6]聚醚砜超濾膜結(jié)構(gòu)的影響因素與性能研究[D]. 范為.浙江大學(xué) 2007
[7]聚偏氟乙烯膜的親水改性及處理低濃度含油廢水的研究[D]. 周潔.南京理工大學(xué) 2005
本文編號(hào):2989314
【文章來源】:中國地質(zhì)大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:177 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
作者簡介
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
§1.1 膜分離技術(shù)簡介
1.1.1 膜的定義、分類及發(fā)展
1.1.2 膜材料類型與開發(fā)思路
§1.2 PVDF膜材料及制膜工藝
1.2.1 PVDF膜材料性質(zhì)
1.2.2 PVDF膜制備工藝
1.2.3 制膜關(guān)鍵影響因素
§1.3 PVDF膜的親水改性方法
1.3.1 PVDF膜表面改性
1.3.2 PVDF膜本體改性
1.3.3 膜改性的重要發(fā)展方向
§1.4 無機(jī)納米粒子/聚合物膜的研究
1.4.1 無機(jī)納米粒子/聚合物膜的分類
1.4.2 雜化膜的制備方法
§1.5 工業(yè)含油廢水處理技術(shù)分析
1.5.1 含油廢水及其處理技術(shù)
1.5.2 膜技術(shù)處理含油廢水研究現(xiàn)狀
1.5.3 當(dāng)前不足及今后發(fā)展趨勢
§1.6 論文的來源與研究意義、研究內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)
1.6.1 論文來源
1.6.2 研究意義
1.6.3 研究內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)
第二章 制膜實(shí)驗(yàn)條件與膜測試表征方法
§2.1 制膜實(shí)驗(yàn)條件
2.1.1 原料與試劑
2.1.2 儀器與設(shè)備
§2.2 制膜方法與操作要點(diǎn)
2.2.1 制膜方法
2.2.2 操作要點(diǎn)
§2.3 膜測試表征方法
2.3.1 測試膜性能
2.3.2 表征膜結(jié)構(gòu)
第三章 NIPS法制膜工藝參數(shù)優(yōu)化
§3.1 引言
§3.2 分析NIPS法制膜原理
3.2.1 溶劑-非溶劑體系
3.2.2 聚合物濃度
3.2.3 添加劑類型
3.2.4 凝固浴組成及溫度
3.2.5 預(yù)蒸發(fā)時(shí)間
3.2.6 后處理方式
§3.3 PVDF膜的制備及工藝參數(shù)優(yōu)化
3.3.1 實(shí)驗(yàn)材料及方法
3.3.2 溶劑-非溶劑的選擇
3.3.3 聚合物濃度的確定
3.3.4 添加劑品種及含量的確定
§3.4 本章小結(jié)
2/PVDF改性膜的制備、測試及表征">第四章 納米ZrO2/PVDF改性膜的制備、測試及表征
§4.1 引言
2的性質(zhì)"> 4.1.1 ZrO2的性質(zhì)
2晶相"> 4.1.2 納米ZrO2晶相
§4.2 實(shí)驗(yàn)材料及方法
4.2.1 實(shí)驗(yàn)材料
2/PVDF改性膜"> 4.2.2 制備ZrO2/PVDF改性膜
4.2.3 改性膜的表征及測試
§4.3 結(jié)果與討論
4.3.1 XRD分析
4.3.2 FTIR分析
4.3.3 膜表面親水性
4.3.4 膜微觀結(jié)構(gòu)
4.3.5 膜過濾性能
4.3.6 晶相類型影響分析
§4.4 本章小結(jié)
2對成膜過程規(guī)律的影響研究">第五章 添加納米ZrO2對成膜過程規(guī)律的影響研究
§5.1 引言
§5.2 相分離成膜基礎(chǔ)理論
§5.3 實(shí)驗(yàn)材料及方法
5.3.1 實(shí)驗(yàn)材料
5.3.2 測量鑄膜液粘度
5.3.3 濁點(diǎn)滴定法繪制三元相圖
5.3.4 分光光度法測量透光度曲線
5.3.5 觀察凝膠過程及測量凝膠速度
§5.4 結(jié)果與討論
5.4.1 鑄膜液粘度變化
5.4.2 熱力學(xué)三元相圖分析
5.4.3 透光度曲線分析
5.4.4 凝膠成膜過程分析
§5.5 本章小結(jié)
第六章 改性膜處理乳化油廢水的膜污染機(jī)制研究
§6.1 引言
§6.2 吸附乳化油的膜污染特性
6.2.1 實(shí)驗(yàn)材料及方法
6.2.2 考察靜態(tài)吸附量
6.2.3 擬合等溫吸附線
6.2.4 確定熱力學(xué)參數(shù)
6.2.5 動(dòng)力學(xué)過程討論
§6.3 過濾乳化油廢水的膜阻力分析
6.3.1 實(shí)驗(yàn)材料及方法
6.3.2 膜阻力及其分布
6.3.3 運(yùn)行參數(shù)的影響
6.3.4 水環(huán)境因素分析
§6.4 本章小結(jié)
第七章 過濾乳化油廢水的膜堵塞理論模型及膜污染微觀研究
§7.1 引言
§7.2 膜堵塞理論模型應(yīng)用分析
7.2.1 膜堵塞理論基礎(chǔ)
7.2.2 實(shí)驗(yàn)材料及方法
7.2.3 識(shí)別膜堵塞類型
§7.3 膜污染微觀分析
7.3.1 SEM分析
7.3.2 AFM分析
7.3.3 EDS分析
§7.4 本章小結(jié)
第八章 改性膜處理鋼廠冷軋乳化油廢水的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)研究
§8.1 引言
§8.2 開發(fā)新應(yīng)用工藝
8.2.1 水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)提升
8.2.2 確定工藝路線
§8.3 改性膜MBR小試實(shí)驗(yàn)
8.3.1 實(shí)驗(yàn)裝置及方法
8.3.2 運(yùn)行效果分析
§8.4 技術(shù)經(jīng)濟(jì)性評估
8.4.1 工程投資
8.4.2 運(yùn)行成本
§8.5 本章小結(jié)
第九章 結(jié)論與展望
§9.1 結(jié)論
§9.2 建議
致謝
參考文獻(xiàn)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]含混合添加劑的PVDF超濾膜鑄膜液配方優(yōu)化[J]. 高春雷,鮑建國,謝雄,周雨,胡為,包靜玥,詹必萬. 中國給水排水. 2014(13)
[2]膜材料:膜技術(shù)存在很大發(fā)展空間[J]. 江蘇建材. 2013(02)
[3]膜生物反應(yīng)器處理聚驅(qū)采油廢水研究[J]. 李繼宏,胡筱敏,李亮,趙麗靜,董怡華. 環(huán)境污染與防治. 2013(02)
[4]冷軋廢水處理新技術(shù)及深度處理回用研究[J]. 羅貴昌. 冶金動(dòng)力. 2012(05)
[5]PVDF-ZrO2復(fù)合中空纖維膜在乳化油廢水中的應(yīng)用[J]. 黃政偉,李衛(wèi)星,邢衛(wèi)紅. 現(xiàn)代化工. 2011(S2)
[6]混合添加劑對TiO2/PVDF平板超濾膜性能和結(jié)構(gòu)的影響[J]. 閆勇,趙長偉,曾楚怡,于洋,欒兆坤. 水處理技術(shù). 2011(09)
[7]新型反滲透膜的研究進(jìn)展[J]. 陳歡林,瞿新營,張林,高從堦. 膜科學(xué)與技術(shù). 2011(03)
[8]聚合物膜制備過程中的相關(guān)基礎(chǔ)問題[J]. 任吉中,鄧麥村. 膜科學(xué)與技術(shù). 2011(03)
[9]熱力學(xué)及動(dòng)力學(xué)因素對L-S相轉(zhuǎn)化法制備非對稱膜結(jié)構(gòu)與性能的影響[J]. 孫本惠. 膜科學(xué)與技術(shù). 2011(01)
[10]乳化油廢水Zeta電位值的影響因素研究[J]. 王煒,封頂成. 工業(yè)用水與廢水. 2010(06)
博士論文
[1]MBR膜污染解析及MFC-MBR耦合系統(tǒng)膜污染控制研究[D]. 蘇欣穎.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[2]納米TiO2+Al2O3/PVDF超濾膜的制備及應(yīng)用研究[D]. 孫鴻.東北石油大學(xué) 2013
[3]抗污染、高通量多孔膜的制備及膜過程強(qiáng)化研究[D]. 彭金明.天津大學(xué) 2012
[4]聚偏氟乙烯改性膜處理油田三次采出水的抗污染特性與機(jī)制[D]. 衣雪松.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[5]二氧化鋯納米材料的水熱/溶劑熱法控制合成及性質(zhì)表征[D]. 舒展霞.山東大學(xué) 2012
[6]納米無機(jī)摻雜改性聚偏氟乙烯超濾膜的制備及其性能研究[D]. 廖嬋娟.武漢大學(xué) 2011
[7]納米級氧化鋯功能材料的制備及性能研究[D]. 呂曉棠.吉林大學(xué) 2010
[8]膜技術(shù)產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新路徑研究[D]. 曹亞克.天津大學(xué) 2009
[9]聚偏氟乙烯與納米二氧化鈦復(fù)合超濾膜的研制[D]. 曹曉春.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2006
[10]溶液相轉(zhuǎn)化法制備PVDF微孔膜過程中的結(jié)構(gòu)控制及其性能研究[D]. 左丹英.浙江大學(xué) 2005
碩士論文
[1]ZrO2納米粒子原位雜化PVDF(PES)超濾膜的制備及其抗污染性能研究[D]. 陸莊羽.南京理工大學(xué) 2013
[2]PVDF微孔薄膜的成型研究[D]. 韓娟娟.北京化工大學(xué) 2012
[3]相轉(zhuǎn)化法制備改性聚偏氟乙烯(PVDF)多孔膜的研究[D]. 劉小芬.浙江大學(xué) 2009
[4]無機(jī)粉體改性PVDF超濾膜制備及膜污染機(jī)理的研究[D]. 赫明佳.東北林業(yè)大學(xué) 2009
[5]超濾處理聚驅(qū)采油廢水的效能及膜污染機(jī)理研究[D]. 梁紅瑩.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
[6]聚醚砜超濾膜結(jié)構(gòu)的影響因素與性能研究[D]. 范為.浙江大學(xué) 2007
[7]聚偏氟乙烯膜的親水改性及處理低濃度含油廢水的研究[D]. 周潔.南京理工大學(xué) 2005
本文編號(hào):2989314
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