本文研究了基于超分子化學(xué)作用的多孔聚偏氟乙烯(PVDF)膜的表面親水改性及其在處理低濃度含油廢水中的應(yīng)用。 首先，提出了基于超分子化學(xué)作用的多孔PVDF膜表面親水改性的機理。超分子化學(xué)作用是基于分子間的非共價鍵相互作用而形成的分子聚集體的化學(xué)，主要研究兩個或多個分子通過分子之間的非共價鍵的弱相互作用，如氫鍵、范德華力、偶極／偶極相互作用、親水／疏水相互作用及它們之間的協(xié)同作用而生成的分子聚集體的結(jié)構(gòu)和功能。作為超分子化學(xué)中的一個分支，層狀組裝超薄膜的構(gòu)筑和功能化一直是超分子科學(xué)研究中的熱點，層狀組裝超薄膜的成膜推動力有靜電力、氫鍵、配位鍵、電荷轉(zhuǎn)移、范德華力、π-π相互作用、分子識別或上述幾種作用力的協(xié)同。盡管上述都是弱相互作用力，強度不大，但這些弱相互作用力疊加的結(jié)果足可以維持所獲得的組裝體的穩(wěn)定性。氫鍵的形成在超分子化學(xué)中有著重要的地位，許多超分子結(jié)構(gòu)是通過氫鍵形成的。有研究結(jié)果表明，在不存在空間阻力、電荷轉(zhuǎn)移、堆積相互作用等其它效應(yīng)時，結(jié)合能同氫鍵數(shù)目線性相關(guān)。PVA的結(jié)構(gòu)式中存在—OH，其中的氫原子具有較強的活性，而PVDF的結(jié)構(gòu)中存在電負性很大，原子半徑很小的氟原子，...

【文章頁數(shù)】：145 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
1 緒論
    1.1 含油廢水的主要來源及處理技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.1.1 含油廢水的主要來源
        1.1.2 含油廢水的物化性質(zhì)
        1.1.3 含油廢水的處理方法
    1.2 油水分離膜的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 膜分離技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
        1.2.2 油水分離膜的分離機理
        1.2.3 油水分離的主要影響因素
        1.2.4 油水分離膜的選擇
        1.2.5 油水分離膜的性能要求
        1.2.6 油水分離膜研究現(xiàn)狀
    1.3 有機膜改性研究現(xiàn)狀
        1.3.1 有機膜改性方法
        1.3.2 油水分離膜的親水改性
    1.4 油水分離的膜污染研究現(xiàn)狀
        1.4.1 油水分離膜污染
        1.4.2 膜污染防治技術(shù)研究現(xiàn)狀
    1.5 處理含油廢水膜分離器研究現(xiàn)狀
    1.6 本文的研究目的和內(nèi)容
        1.6.1 選題的目的和意義
        1.6.2 主要研究內(nèi)容
2 基于超分子化學(xué)作用的聚偏氟乙烯膜親水改性
    2.1 引言
    2.2 基于超分子化學(xué)作用的膜親水改性機理研究
        2.2.1 超分子化學(xué)概念
        2.2.2 超分子化學(xué)的研究歷史及現(xiàn)狀
        2.2.3 超分子化學(xué)作用成膜機理
        2.2.4 基于超分子化學(xué)作用的PVDF膜表面改性機理探討
        2.2.5 超分子化學(xué)作用與化學(xué)交聯(lián)作用結(jié)合的PVDF膜表面改性機理探討
    2.3 實驗所用材料及儀器
        2.3.1 實驗材料
        2.3.2 實驗設(shè)備及儀器
    2.4 實驗方法
        2.4.1 PVDF原膜預(yù)處理
        2.4.2 PVDF膜的親水改性
        2.4.3 改性膜后處理
        2.4.4 膜的純水通量測定
        2.4.5 膜的接觸角測定
    2.5 結(jié)果與討論
        2.5.1 基于氫鍵作用的PVDF膜改性實驗結(jié)果
        2.5.2 氫鍵與化學(xué)交聯(lián)共同作用的PVDF膜表面改性
        2.5.3 基于分子間作用的PVDF膜表面改性
        2.5.4 三種結(jié)果的比較
    2.6 本章小結(jié)
3 改性膜的性能及表面結(jié)構(gòu)表征
    3.1 引言
    3.2 測試及表征儀器和方法
        3.2.1 測試及表征儀器
        3.2.2 測試及表征方法
    3.3 結(jié)果分析及討論
        3.3.1 膜性能測試結(jié)果及分析討論
        3.3.2 膜表面官能團的紅外表征
        3.3.3 膜表面元素組成的的X光電子能譜分析
        3.3.4 FTIR和 XPS結(jié)果的綜合分析
        3.3.5 膜的表面微觀形貌
    3.4 本章小結(jié)
4 改性膜的抗污染性能研究
    4.1 引言
    4.2 實驗
        4.2.1 試劑和儀器
        4.2.2 含油水的配制及油含量測定
        4.2.3 靜態(tài)吸附實驗
        4.2.4 膜通量衰減實驗
        4.2.5 膜污染指數(shù)實驗
        4.2.6 污染后膜的表面形貌
    4.3 結(jié)果及討論
        4.3.1 靜態(tài)吸附實驗結(jié)果與討論
        4.3.2 膜的抗污染性能實驗結(jié)果與討論
        4.3.3 改性前后膜對油的吸附性比較
        4.3.4 吸附后膜表面微觀形貌
    4.4 本章小結(jié)
5 旋流膜分離器分離機理及設(shè)計
    5.1 引言
    5.2 旋流膜分離器分離機理
        5.2.1 兩相流理論
        5.2.2 旋流分離理論
        5.2.3 旋流膜分離器分離機理
    5.3 膜分離器設(shè)計
        5.3.1 膜組件設(shè)計
        5.3.2 膜分離器設(shè)計
    5.4 旋流膜分離器處理含油廢水模型
        5.4.1 過濾速率的準數(shù)模型
        5.4.2 模型的分析討論
        5.4.3 膜污染量預(yù)測模型
        5.4.4 模型討論
        5.4.5 兩個模型的綜合分析
    5.5 本章小結(jié)
6 旋流膜分離技術(shù)處理低濃度含油廢水研究
    6.1 引言
    6.2 旋流膜分離技術(shù)處理低濃度含油廢水實驗
        6.2.1 實驗儀器
        6.2.2 實驗方法
    6.3 實驗結(jié)果及討論
        6.3.1 自配含油水油分散性實驗結(jié)果
        6.3.2 旋流膜分離技術(shù)處理低濃度含油廢水的影響因素分析
        6.3.3 旋流膜分離器處理含油廢水的膜污染研究
        6.3.4 旋流膜分離器處理含油廢水的膜清洗研究
        6.3.5 膜運行穩(wěn)定性實驗
    6.5 本章小結(jié)
全文結(jié)論
致謝
參考文獻
攻讀博士期間發(fā)表論文



本文編號：3843261