本文關(guān)鍵詞：聚多巴胺改性靜電紡聚丙烯腈纖維膜及其油水分離性能　出處：《東華大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：在人類幾千年的文明歷史中,水資源一直是全球范圍內(nèi)共享的豐富資源。而當(dāng)下,這種情況被打破。水資源的匱乏正逐漸成為食品安全、人體健康與自然生態(tài)系統(tǒng)的最大威脅。納米纖維材料因其高比表面積和其他優(yōu)異性能在水處理領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注,靜電紡絲是一種很好的制備納米纖維的技術(shù)。然而靜電紡膜通常在通量與截留效果方面難以兩全,因此本文針對(duì)經(jīng)常用于水處理的聚丙烯腈(PAN)材料,使用仿生綠色材料多巴胺進(jìn)行改性處理,測(cè)試改性納米纖維膜的油水分離效能,并進(jìn)一步使其多功能化,旨在優(yōu)化靜電紡納米纖維在水處理領(lǐng)域中的應(yīng)用。首先,本文制備聚多巴胺納米顆粒,進(jìn)一步制備聚多巴胺／聚丙烯腈共混復(fù)合纖維膜。結(jié)果表明,聚多巴胺顆粒添加雖然對(duì)純水通量有一定的積極作用,但是乳化油截留率并沒有得到改善,膜體的力學(xué)性能也有所損失。然后,制備聚多巴胺表面改性聚丙烯腈靜電紡納米纖維膜,考察多巴胺質(zhì)量濃度與處理時(shí)間對(duì)改性納米纖維膜油水分離性能的影響。結(jié)果表明,經(jīng)表面改性后的纖維膜油水分離性能得到了顯著改善。隨著涂層液中多巴胺質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加,納米纖維直徑增加,纖維膜斷裂強(qiáng)度增大,纖維膜斷裂伸長(zhǎng)率基本穩(wěn)定,保持在40%以上；純水通量先增加后減小,在多巴胺質(zhì)量分?jǐn)?shù)1 mg/mL時(shí)靜電紡膜純水通量最高達(dá)到14656 L/(m~2·h),較未改性膜增加63%;纖維膜的孔徑變小,PAN靜電紡膜在1.5 mg/mL多巴胺涂層液處理后獲得了最小孔徑,相對(duì)乳化油截留率也得到最佳值96.1%,抗污染性能得到改善。隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng),納米纖維的直徑先增大后基本不變,斷裂強(qiáng)度先迅速提高然后趨于穩(wěn)定,在處理時(shí)間達(dá)到8h時(shí),膜體斷裂強(qiáng)度相對(duì)于PAN純膜提高77%,纖維膜斷裂伸長(zhǎng)率基本穩(wěn)定,保持在40%左右；純水通量先增大后減小,在20 h時(shí)達(dá)到最大值,較未改性膜提高52%；乳化油截留率持續(xù)提高；處理時(shí)間達(dá)到16h后,膜體的乳化油通量穩(wěn)定值基本不變。綜上,在多巴胺質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5 mg/mL,處理時(shí)間為20 h,纖維膜的油水分離性能達(dá)到最佳。最后,基于聚多巴胺的粘附特性,在表面改性膜的表面進(jìn)行TiO_2修飾,制備多功能納米纖維膜,并與TiO_2負(fù)載純PAN膜進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明,二氧化鈦添加可以改善纖維膜的抗污染性能,在聚多巴胺包覆層存在的條件下,復(fù)合膜(TiO_2質(zhì)量濃度為0.1 w/v%)可以保持優(yōu)良的油水分離性能和與膜體的結(jié)合效果。光催化MB測(cè)試結(jié)果表明,在光催化過(guò)程中,TiO2/PDA/PAN膜體有更多具有活性的TiO_2參與,表現(xiàn)為降解能力好。
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【學(xué)位授予單位】：東華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TQ340.64

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1353772