膜技術(shù)在污水凈化過程中得到了廣泛的應(yīng)用，然而，傳統(tǒng)聚砜膜在處理含油廢水中的實際應(yīng)用卻受到很大的限制，因為聚砜本身在親水性、抗壓實能力以及抗污染能力方面的存在不足。所以，如何提高聚砜的這些性能有著重要的意義。 將無機粒子填充到有機膜中制備出有機–無機復(fù)合膜的方法因其操作簡單而受到關(guān)注。本文利用了二氧化硅納米管的中空結(jié)構(gòu)、高長徑比、高比表面積等特性，首先制備出了SiO2納米管，接著在其表面沉積一層TiO2并硫酸化從而得到TiO2-SiO2固體超強酸納米管(STSN)，其具有長徑比的管狀結(jié)構(gòu)能使其沿著聚合物鏈與聚合物之間產(chǎn)生更好的相互作用；同時其固體超強酸的性質(zhì)能有效的除去膜表面及孔道中的金屬氧化物等固懸，從而延長膜的使用壽命。同時STSN的最佳制備工藝被探討并確定：Ti與Si的摩爾比為1:3；硫酸的濃度為1mol/L；硫酸的浸漬時間為4小時；煅燒溫度為600℃。 將STSN添加到聚砜（PSF）膜中通過相轉(zhuǎn)化方法制備出了STSN/PSF復(fù)合膜，材料的最佳添加量被確定為10%。SEM電鏡圖顯示STSN/PSF復(fù)合膜有著非對稱的結(jié)構(gòu)，它有著致密的起分離作用的表層以及多孔的其支撐作用的支撐層。同時...

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文獻(xiàn)綜述
    1.1 研究背景
    1.2 膜分離技術(shù)簡介
    1.3 聚砜膜研究進(jìn)展
        1.3.1 聚砜膜材料改性
        1.3.2 聚砜膜表面改性
        1.3.3 填充無機粒子改性
    1.4 SiO₂納米管的研究
    1.5 固體超強酸
        1.5.1 SO4
2-/M_xO_y型固體超強酸的種類
        1.5.2 SO4
2-/M_xO_y型固體超強酸常用制備方法
    1.6 本論文研究的目的和意義及主要工作
        1.6.1 本論文研究的目的和意義
        1.6.2 本論文的主要工作
        1.6.3 本論文的特色及創(chuàng)新點
第二章 SO4
2--/TiO₂-SiO₂固體超強酸納米管的制備與表征
    2.1 實驗部分
        2.1.1 實驗原料
        2.1.2 實驗儀器
        2.1.3 SO4
2--/TiO₂–SiO₂固體超強酸納米管的制備
        2.1.4 SO4
2--/TiO₂–SiO₂固體超強酸納米管的表征和性能測試
    2.2 實驗結(jié)果與討論
        2.2.1 SiO₂ 和TiO₂ 的比例對STSN 酸度的影響
        2.2.2 硫酸濃度對 STSN 酸度的影響
        2.2.3 硫酸浸漬時間對 STSN 酸度的影響
        2.2.4 煅燒溫度對 STSN 酸度的影響
    2.3 樣品的表征及性能測試分析
        2.3.1 SiO₂ 納米管的形態(tài)
        2.3.2 樣品的 FT-IR 測試和分析
    2.4 本章小結(jié)
第三章 SO4
2--/TiO₂–SiO₂固體超強酸納米管/聚砜復(fù)合膜的制備與表征
    3.1 實驗部分
        3.1.1 實驗原料
        3.1.2 實驗儀器
        3.1.3 聚砜復(fù)合膜的制備
        3.1.4 STSN/PSF 復(fù)合膜的表征及測試
    3.2 實驗結(jié)果與討論
        3.2.1 不同 STSN 添加量對膜通量的影響
        3.2.2 不同 STSN 添加量對膜拉伸強度及伸長率的影響
        3.2.3 不同 STSN 添加量對膜親水性能的影響
    3.3 STSN/PSF 復(fù)合膜的表征及性能測試分析
        3.3.1 STSN/PSF 復(fù)合膜的形態(tài)分析
        3.3.2 STSN/PSF 復(fù)合膜的抗壓實性能分析
        3.3.3 STSN/PSF 復(fù)合膜力學(xué)性能分析
        3.3.4 STSN/PSF 復(fù)合膜親水性分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 SO4
2-/TiO₂–SiO₂固體超強酸納米管/聚砜復(fù)合膜在處理含油廢水中的應(yīng)用
    4.1 實驗部分
        4.1.1 實驗原料
        4.1.2 實驗儀器
        4.1.3 含油廢水的配置及處理
        4.1.4 含油廢水濃度的測定
        4.1.5 STSN/PSF 復(fù)合膜處理含油廢水截留率的測定
        4.1.6 固體懸浮物的測量
    4.2 實驗結(jié)果與討論
        4.2.1 料液濃度對膜分離性能的影響
        4.2.2 料液溫度對膜分離性能的影響
        4.2.3 操作壓力對膜分離性能的影響
        4.2.4 填充不同粒子對膜分離性能的影響
        4.2.5 處理油田采出水時膜性能的研究
    4.3 膜清洗與再生
        4.3.1 反沖洗對膜運行性能的影響
        4.3.2 化學(xué)清洗對膜運行性能的影響
        4.3.3 超聲對膜化學(xué)清洗效果的影響
        4.3.4 不同洗液對化學(xué)清洗效果的影響
    4.4 本章小結(jié)
第五章 SO4
2-/TiO₂–SiO₂固體超強酸納米管/聚砜復(fù)合膜作用機理研究
    5.1 膜污染機理研究
    5.2 STSN 固體超強酸酸性機理
        5.2.1 SO4
2-/MxOy型固體超強酸的酸中心模型
        5.2.2 復(fù)合金屬氧化物酸性產(chǎn)生機理
    5.3 STSN 固體超強酸與膜的作用機理
第六章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
發(fā)表論文和參加科研情況說明
附錄
致謝



本文編號：3747607

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