本文關(guān)鍵詞：水相添加劑對(duì)聚酰胺復(fù)合納濾膜結(jié)構(gòu)和性能的影響

  更多相關(guān)文章： 芳香族聚酰胺 界面聚合 表面活性劑 復(fù)合催化劑 親水劑

【摘要】：納濾技術(shù)高效的分離性和較低的操作壓力,使其在醫(yī)藥衛(wèi)生、食品、水處理和環(huán)保等領(lǐng)域中得到應(yīng)用。但是納濾分離技術(shù)仍存在一些問題,如膜通量小,膜污染等,使其在實(shí)際應(yīng)用中受到許多限制。間苯二胺(MPD)與均苯三甲酰氯(TMC)通過界面聚合制備的聚酰胺復(fù)合納濾膜雖然具有較高的分離性能,但是膜透水性能較差。本文從優(yōu)化界面聚合反應(yīng)條件的角度,研究提高復(fù)合納濾膜分離性能的方法。具體考察了表面活性劑、復(fù)合催化劑和親水劑對(duì)納濾膜分離性能及功能層的組成和結(jié)構(gòu)的影響;優(yōu)化了引入不同水相添加劑后的界面聚合條件;評(píng)價(jià)了復(fù)合納濾膜對(duì)不同無機(jī)鹽和有機(jī)物的分離性能及穩(wěn)定性。主要研究結(jié)論如下:(1)選用十二烷基硫酸鈉(SLS)為表面活性劑,研究了水相中SLS濃度對(duì)復(fù)合納濾膜分離性能和功能層結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明,當(dāng)SLS濃度從0 wt%增加到1 wt%時(shí),復(fù)合納濾膜的功能層交聯(lián)度增大,膜表面粗糙度增大,親水接觸角下降,膜通量減小,截留率增大。當(dāng)SLS濃度為0.2 wt%時(shí),所得納濾膜在0.6 MPa的操作壓力下,對(duì)濃度為2000 mg/L的MgSO4溶液截留率為93.4%,通量為7 L/m2h。(2)考察了復(fù)合催化劑三乙胺(TEA)和樟腦磺酸(CSA)及界面聚合反應(yīng)條件,對(duì)復(fù)合納濾膜功能層結(jié)構(gòu)和性能的影響。結(jié)果表明:在反應(yīng)體系中,TEA和CSA的物質(zhì)的量比為1/2時(shí),隨著復(fù)合催化劑中TEA的用量從0.5 wt%增加到3wt%,納濾膜功能層密度增大,表面粗糙度和親水接觸角下降,膜通量明顯升高,但納濾膜的截留率及其對(duì)無機(jī)鹽的選擇順序基本不變。在TEA含量為2 wt%,水相處理時(shí)間3 min,反應(yīng)時(shí)間40 s,熱處理溫度80°C,熱處理時(shí)間3 min的最優(yōu)條件下,所得復(fù)合納濾膜對(duì)2000 mg/LMgSO4溶液的截留率為91.2%,通量為16 L/m2h。在0.2~1.0 MPa的操作壓力下,聚酰胺復(fù)合納濾膜分離性能穩(wěn)定。(3)選用4-(2-羥乙基)嗎啉作為親水劑,考察了4-(2-羥乙基)嗎啉及界面聚合反應(yīng)條件,對(duì)復(fù)合納濾膜功能層結(jié)構(gòu)和性能的影響。結(jié)果表明:隨著親水劑4-(2-羥乙基)嗎啉的用量從0 wt%增加到5 wt%,復(fù)合納濾膜表面聚合物密度減小,表面粗糙度和親水接觸角下降,膜通量明顯升高,截留率略有下降,但納濾膜對(duì)不同無機(jī)鹽的選擇順序基本不變。在4-(2-羥乙基)嗎啉含量為2.5 wt%,水相處理時(shí)間3 min,反應(yīng)時(shí)間30 s,熱處理溫度80°C,熱處理時(shí)間3 min的最優(yōu)條件下,所得復(fù)合納濾膜對(duì)2000 mg/LMgSO4溶液的截留率為82.7%,通量為24 L/m2h。在0.2~1.0 MPa的操作壓力下,聚酰胺復(fù)合納濾膜分離性能穩(wěn)定。
【關(guān)鍵詞】：芳香族聚酰胺 界面聚合 表面活性劑 復(fù)合催化劑 親水劑
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TQ051.893
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-11
• 1 緒論11-23
• 1.1 膜分離技術(shù)11
• 1.2 納濾膜技術(shù)11-15
• 1.2.1 納濾膜分離機(jī)理12-13
• 1.2.2 納濾膜制備方法13-14
• 1.2.3 納濾膜的應(yīng)用14-15
• 1.3 界面聚合法制備復(fù)合納濾膜15-20
• 1.3.1 界面聚合反應(yīng)原理15-17
• 1.3.2 界面聚合反應(yīng)的影響因素17-20
• 1.4 納濾膜的研究現(xiàn)狀和發(fā)展方向20-21
• 1.4.1 研究現(xiàn)狀20
• 1.4.2 研究發(fā)展方向20-21
• 1.5 本文主要研究?jī)?nèi)容21-23
• 2 試驗(yàn)材料與表征方法23-29
• 2.1 試驗(yàn)材料與儀器23-24
• 2.1.1 試驗(yàn)材料及試劑23-24
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器24
• 2.2 復(fù)合納濾膜的制備與表征24-26
• 2.2.1 基膜的制備24-25
• 2.2.2 復(fù)合納濾膜的制備25-26
• 2.3 復(fù)合納濾膜分離性能的評(píng)價(jià)26-27
• 2.3.1 基膜水通量測(cè)定26-27
• 2.3.2 復(fù)合納濾膜通量和截留率測(cè)定27
• 2.4 復(fù)合納濾膜表面親水性接觸角測(cè)定27-28
• 2.5 復(fù)合納濾膜表面形貌表征28
• 2.6 復(fù)合納濾膜表層化學(xué)結(jié)構(gòu)表征28-29
• 3 表面活性劑對(duì)聚酰胺納濾膜性能和結(jié)構(gòu)的影響29-35
• 3.1 復(fù)合納濾膜制備29
• 3.2 水相中SLS用量對(duì)復(fù)合納濾膜性能的影響29-30
• 3.3 水相中SLS含量對(duì)復(fù)合膜功能層結(jié)構(gòu)的影響30-32
• 3.3.1 復(fù)合納濾膜表面形貌30-32
• 3.3.2 復(fù)合納濾膜功能層的化學(xué)結(jié)構(gòu)32
• 3.4 復(fù)合納濾膜的分離性能32-34
• 3.4.1 復(fù)合納濾膜對(duì)無機(jī)鹽的分離性能32-33
• 3.4.2 復(fù)合納濾膜對(duì)有機(jī)物的截留性能33-34
• 3.5 小結(jié)34-35
• 4 復(fù)合催化劑對(duì)聚酰胺納濾膜結(jié)構(gòu)和性能的影響35-43
• 4.1 復(fù)合納濾膜制備35
• 4.2 界面聚合反應(yīng)條件的優(yōu)化35-38
• 4.2.1 復(fù)合催化劑用量對(duì)納濾膜分離性能的影響35-36
• 4.2.2 水相處理時(shí)間和反應(yīng)時(shí)間對(duì)納濾膜性能的影響36-37
• 4.2.3 熱處理溫度與時(shí)間對(duì)納濾膜分離性能的影響37-38
• 4.3 復(fù)合催化劑用量對(duì)納濾膜功能層組成和結(jié)構(gòu)的影響38-40
• 4.3.1 功能層的化學(xué)組成38-39
• 4.3.2 復(fù)合納濾膜表面形貌39-40
• 4.3.3 復(fù)合納濾膜表面親水性40
• 4.4 復(fù)合納濾膜的分離性能40-42
• 4.4.1 復(fù)合納濾膜對(duì)有機(jī)物的截留性能40-41
• 4.4.2 復(fù)合催化劑對(duì)納濾膜選擇分離性能的影響41
• 4.4.3 復(fù)合納濾膜在不同壓力下的分離性能41-42
• 4.5 小結(jié)42-43
• 5 親水劑對(duì)聚酰胺復(fù)合納濾膜結(jié)構(gòu)和性能的影響43-53
• 5.1 復(fù)合膜的制備43
• 5.2 界面聚合反應(yīng)條件的優(yōu)化43-47
• 5.2.1 親水劑用量對(duì)復(fù)合納濾膜分離性能的影響44-45
• 5.2.2 水相處理時(shí)間和反應(yīng)時(shí)間對(duì)納濾膜性能的影響45-46
• 5.2.3 熱處理溫度和時(shí)間對(duì)復(fù)合膜性能的影響46-47
• 5.3 親水劑用量對(duì)納濾膜功能層組成和結(jié)構(gòu)的影響47-49
• 5.3.1 功能層的化學(xué)組成47-48
• 5.3.2 復(fù)合納濾膜的表面形貌48-49
• 5.3.3 復(fù)合納濾膜表面親水性49
• 5.4 復(fù)合納濾膜的分離性能49-51
• 5.4.1 親水劑對(duì)納濾膜選擇分離性的影響50
• 5.4.2 復(fù)合納濾膜對(duì)有機(jī)物的截留性能50-51
• 5.4.3 復(fù)合納濾膜在不同壓力下的分離性能51
• 5.5 小結(jié)51-53
• 6 結(jié)論與建議53-55
• 6.1 結(jié)論53-54
• 6.2 建議54-55
• 致謝55-57
• 參考文獻(xiàn)57-65
• 攻讀碩士學(xué)位期間科研成果65

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