近年來,工業(yè)的迅速發(fā)展和人類的頻繁活動引起了重金屬對水、土壤和生物體等自然資源的嚴(yán)重污染。當(dāng)前,人們研究了化學(xué)沉淀、電解、混凝、離子交換等方法去除水體中重金屬離子。其中,吸附法操作過程簡單,費用低,近年來受到了特別的關(guān)注。傳統(tǒng)的吸附劑存在吸附量低,難再生利用,易產(chǎn)生二次污染等問題。介孔二氧化硅是一類優(yōu)異的吸附材料,它具有高比表面積、大孔容、良好的穩(wěn)定性和很高的重金屬離子吸附功能。但介孔二氧化硅以粉末形式存在,在吸附過程中易結(jié)塊團聚,導(dǎo)致吸附能力下降,難以重復(fù)使用。因此,將介孔二氧化硅固定在載體上是很有必要的。聚偏氟乙烯膜具有良好的熱穩(wěn)定性、抗氧化性和機械性能,是一種廣泛使用的有機多孔膜。然而,純PVDF膜材料缺乏與重金屬離子作用的官能基團,不能有效去除水中重金屬離子。近年來,人們通過在膜中引入具有配位作用的官能基團(氨基、羧基等),實現(xiàn)了對重金屬離子的吸附。但制備吸附膜需要嚴(yán)格的條件,而且步驟繁多,成本高,無法規(guī)模化生產(chǎn),因此,迫切需要研發(fā)一種制備簡易、成本低、吸附量高、性質(zhì)穩(wěn)定的吸附膜來去除水溶液中的重金屬離子。本課題采用共縮聚法,離子印跡技術(shù)等制備出PVDF吸附膜,包括PVDF/A...

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 重金屬廢水
        1.1.1 重金屬廢水來源
        1.1.2 重金屬廢水的危害
        1.1.3 重金屬廢水的處理方法
            1.1.3.1 生物法
            1.1.3.2 物理法
            1.1.3.3 化學(xué)法
    1.2 新型高效吸附劑-介孔材料
        1.2.1 介孔材料的制備
            1.2.1.1 水熱合成法
            1.2.1.2 溶膠-凝膠法
            1.2.1.3 微波合成法
        1.2.2 介孔材料的合成機理
            1.2.2.1 液晶模板機理
            1.2.2.2 協(xié)同自組裝機理
        1.2.3 介孔二氧化硅的改性
            1.2.3.1 后嫁接法
            1.2.3.2 共縮聚法
    1.3 離子印跡技術(shù)
        1.3.1 離子印跡技術(shù)的原理
        1.3.2 印跡聚合物的制備方法
            1.3.2.1 本體聚合法
            1.3.2.2 乳液聚合與懸浮聚合
            1.3.2.3 表面印跡方法
            1.3.2.4 溶膠-凝膠法
        1.3.3 離子印跡技術(shù)的應(yīng)用
            1.3.3.1 在固相萃取中的應(yīng)用
            1.3.3.2 在膜分離中的應(yīng)用
            1.3.3.3 在化學(xué)傳感器中的應(yīng)用
    1.4 膜簡介
        1.4.1 膜分離技術(shù)介紹
        1.4.2 膜表面改性
        1.4.3 共混改性
    1.5 本文研究的目的與內(nèi)容
        1.5.1 研究目的
        1.5.2 研究內(nèi)容
第二章 PVDF/AFMS雜化膜的制備及對Cu²⁺的吸附
    2.1 實驗試劑與主要儀器
        2.1.1 實驗試劑
        2.1.2 實驗儀器
    2.2 PVDF/AFMS雜化膜的制備及性能研究
        2.2.1 PVDF/AFMS雜化膜的制備
            2.2.1.1 AFMS的制備
            2.2.1.2 雜化膜的制備
        2.2.2 雜化膜的表征
            2.2.2.1 紅外光譜分析(FT-IR)
            2.2.2.2 熱重分析(TGA)
            2.2.2.3 氮氣吸附-脫附
            2.2.2.4 透射電子顯微鏡(TEM)
            2.2.2.5 場發(fā)射掃描電鏡(SEM)
            2.2.2.6 元素分析(EDX)
            2.2.2.7 水通量測定
            2.2.2.8 膜孔隙率及孔徑測定
            2.2.2.9 接觸角測試
        2.2.3 PVDF/AFMS雜化膜對銅離子的吸附研究
            2.2.3.1 雜化膜的吸附性能測試
            2.2.3.2 pH值對雜化膜吸附性能的影響
            2.2.3.3 雜化膜的吸附動力學(xué)研究
            2.2.3.4 溶液體積對雜化膜吸附性能的影響
            2.2.3.5 溫度對雜化膜吸附性能的影響
            2.2.3.6 雜化膜的選擇性吸附研究
            2.2.3.7 雜化膜的再生利用性能研究
    2.3 實驗結(jié)果與討論
        2.3.1 PVDF/AFMS雜化膜的表征
            2.3.1.1 紅外光譜分析(FT-IR)
            2.3.1.2 熱重分析(TGA)
            2.3.1.3 氮氣吸附-脫附曲線
            2.3.1.4 透射電子顯微鏡(TEM)
            2.3.1.5 場發(fā)射掃描電鏡(SEM)
            2.3.1.6 元素分析(EDX)
            2.3.1.7 膜的基本參數(shù)
        2.3.2 PVDF/AFMS雜化膜對銅離子的吸附研究
            2.3.2.1 雜化膜的吸附性能測試
            2.3.2.2 pH值對雜化膜吸附性能的影響
            2.2.3.3 雜化膜的吸附動力學(xué)研究
            2.2.3.4 溶液體積對雜化膜吸附性能的影響
            2.2.3.5 溫度對雜化膜吸附性能的影響
            2.2.3.6 雜化膜的選擇性吸附性能研究
            2.2.3.7 雜化膜的再生利用性能研究
    2.4 本章小結(jié)
第三章 PVDF/介孔SiO2雜化膜的制備及對Pb²⁺的吸附研究
    3.1 實驗試劑與主要儀器
        3.1.1 實驗試劑
        3.1.2 實驗儀器
    3.2 PVDF/介孔SiO₂雜化膜的制備及性能研究
        3.2.1 PVDF/介孔SiO₂雜化膜的制備
            3.2.1.1 PVDF改性膜的制備
            3.2.1.2 PVDF/介孔SiO₂雜化膜的制備
        3.2.2 PVDF/介孔SiO₂雜化膜的表征
        3.2.3 PVDF/介孔SiO₂雜化膜對鉛離子的吸附研究
            3.2.3.1 吸附性能測試
            3.2.3.2 pH值對雜化膜吸附性能的影響
            3.2.3.3 雜化膜的吸附動力學(xué)研究
            3.2.3.4 雜化膜的等溫吸附研究
            3.2.3.5 雜化膜的選擇性吸附性能研究
            3.2.3.6 雜化膜的再生利用性能研究
    3.3 實驗結(jié)果與討論
        3.3.1 PVDF/介孔SiO₂雜化膜的表征
            3.3.1.1 介孔SiO₂微球的紅外光譜分析
            3.3.1.2 膜的紅外光譜分析
            3.3.1.3 熱重分析(TGA)
            3.3.1.4 透射電子顯微鏡(TEM)
            3.3.1.5 場發(fā)射掃描電鏡(SEM)
            3.3.1.6 膜的基本參數(shù)
        3.3.2 PVDF/介孔SiO₂雜化膜對鉛離子的吸附研究
            3.3.2.1 吸附性能測試
            3.3.2.2 pH對雜化膜的吸附性能的影響
            3.3.2.3 雜化膜的吸附動力學(xué)研究
            3.3.2.4 雜化膜的等溫吸附研究
            3.3.2.5 雜化膜的選擇性吸附性能研究
            3.3.2.6 雜化膜的再生利用性能研究
            3.3.2.7 鹽酸洗脫效果的研究
    3.4 本章小結(jié)
第四章 PVDF/IIMS雜化膜的制備及對Cu²⁺的吸附研究
    4.1 實驗試劑與主要儀器
        4.1.1 實驗試劑
        4.1.2 實驗儀器
    4.2 PVDF/(N)IIMS雜化膜制備及性能研究
        4.2.1 PVDF/(N)IIMS雜化膜制備
            4.2.1.1 (N)IIMS吸附劑的制備
            4.2.1.2 PVDF/(N)IIMS雜化膜的制備
        4.2.2 PVDF/(N)IIMS雜化膜的表征
        4.2.3 PVDF/(N)IIMS雜化膜對銅離子的吸附研究
    4.3 實驗結(jié)果與討論
        4.3.1 PVDF/(N)IIMS雜化膜的表征
            4.3.1.1 紅外光譜分析(FT-IR)
            4.3.1.2 熱重分析(TGA)
            4.3.1.3 氮氣吸附-脫附
            4.3.1.4 IIMS的SEM圖和TEM圖
            4.3.1.5 場發(fā)射掃描電鏡(SEM)
            4.3.1.6 元素分析(EDX)
            4.3.1.7 膜的基本參數(shù)
        4.3.2 PVDF/IIMS雜化膜對銅離子的吸附研究
            4.3.2.1 吸附性能測試
            4.3.2.2 pH對雜化膜吸附性能的影響
            4.3.2.3 雜化膜的吸附動力學(xué)研究
            4.3.2.4 雜化膜的等溫吸附研究
            4.3.2.5 雜化膜的選擇性吸附性能研究
            4.3.2.6 雜化膜的再生利用性能研究
    4.4 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
發(fā)表論文和參加科研情況說明
致謝



本文編號：3895279