隨著世界人口的指數(shù)增長以及經濟和工業(yè)化的快速發(fā)展,水資源短缺和水污染問題日益突出。正滲透（FO）技術作為一種新型膜分離技術,具有低能耗、低污染、高水回收率和分離范圍廣等優(yōu)點,在海水淡化和污水處理等環(huán)境工程領域展現(xiàn)較大的應用潛力。然而,在FO過程中,現(xiàn)有有機膜存在穩(wěn)定性和親水性不足、機械強度不高等關鍵問題限制了其更廣泛的應用,尤其在高壓、酸堿和有機溶劑等特殊應用。因此,新型FO膜結構設計與性能提升的研究具有重要的現(xiàn)實意義。為解決聚酰胺活性層高質量成膜和脫鹽性能提升等關鍵問題,本文從膜材料選擇和膜結構設計出發(fā),以高穩(wěn)定的低成本莫來石陶瓷膜為載體,通過引入新型納米復合中間層（二氧化鈦/碳納米管（TiO₂/CNT））,制備出高性能陶瓷基FO復合膜。通過對不同支撐體、膜表面、結構特性及FO脫鹽性能進行系統(tǒng)表征,探究了納米復合中間層對膜結構及FO性能的影響規(guī)律,進而提出了陶瓷負載活性層的成膜機理和FO鹽水傳遞機理。主要結果結論如下:首先,以低成本的鋁礬土和粉煤灰為原材料,制備出具有非對稱結構的中空纖維莫來石陶瓷膜,考察了燒結溫度對膜的表面形貌、孔徑、孔隙率和機械強度的影響。結... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 正滲透膜技術
        1.2.1 正滲透膜技術概述及原理
        1.2.2 正滲透膜技術的環(huán)境意義及應用
        1.2.3 正滲透膜技術面臨的主要挑戰(zhàn)
    1.3 正滲透分離膜
        1.3.1 正滲透分離膜主要存在的問題
        1.3.2 正滲透分離膜材料及其研究進展
        1.3.3 正滲透分離膜的制備及其研究進展
    1.4 本課題選題依據及立題意義
    1.5 研究內容、技術路線及創(chuàng)新點
        1.5.1 研究目標和研究內容
        1.5.2 主要科學問題及創(chuàng)新點
        1.5.3 技術路線和實驗方案
2 實驗材料與方法
    2.1 實驗藥品及儀器
    2.2 表征分析方法
        2.2.1 原料成分分析
        2.2.2 粒徑分析
        2.2.3 X射線衍射分析
        2.2.4 形貌及元素分析
        2.2.5 孔徑分析
        2.2.6 機械強度
        2.2.7 水接觸角
        2.2.8 原子力顯微鏡
        2.2.9 X射線光電子能譜
    2.3 膜的性能測試
        2.3.1 膜的分離性能測試
        2.3.2 正滲透性能測試
3 中空纖維莫來石陶瓷膜的制備及表征
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗原材料的表征
        3.2.2 中空纖維莫來石陶瓷膜的制備
    3.3 中空纖維莫來石陶瓷膜表征
        3.3.1 中空纖維莫來石陶瓷膜的XRD分析
        3.3.2 中空纖維莫來石陶瓷膜的孔徑分析
        3.3.3 中空纖維莫來石陶瓷膜的SEM分析
        3.3.4 中空纖維莫來石陶瓷膜的表面孔隙率分析
        3.3.5 中空纖維莫來石陶瓷膜的機械強度分析
    3.4 本章小結
4 莫來石基正滲透復合膜的制備及性能研究
    4.1 引言
    4.2 莫來石基正滲透復合膜的制備
    4.3 莫來石基正滲透復合膜的表征
        4.3.1 中空纖維莫來石支撐體的表征
        4.3.2 莫來石基正滲透復合膜的表面形貌
        4.3.3 莫來石基正滲透復合膜的表面性質
    4.4 莫來石基正滲透復合膜性能研究
    4.5 本章小結
5 納米二氧化鈦中間層對莫來石基正滲透復合膜的性能影響
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 納米二氧化鈦分散液的制備
        5.2.2 納米二氧化鈦-莫來石基復合膜的制備
    5.3 結果與討論
        5.3.1 納米二氧化鈦中間層對基底膜的影響
        5.3.2 納米二氧化鈦中間層對聚酰胺層的影響
        5.3.3 納米二氧化鈦中間層對正滲透性能的影響
    5.4 本章小結
6 納米二氧化鈦/碳納米管中間層對莫來石基正滲透復合膜的性能影響
    6.1 引言
    6.2 實驗部分
        6.2.1 碳納米管分散液的制備
        6.2.2 納米二氧化鈦/碳納米管-莫來石基正滲透復合膜的制備
    6.3 結果與討論
        6.3.1 納米二氧化鈦/碳納米管中間層對基底膜的影響
        6.3.2 納米二氧化鈦/碳納米管中間層對聚酰胺層的影響
        6.3.3 納米二氧化鈦/碳納米管中間層對正滲透性能的影響
        6.3.4 MPD濃度對正滲透性能的影響
        6.3.5 TMC濃度對正滲透性能的影響
        6.3.6 汲取液濃度對正滲透性能的影響
    6.4 不同支撐體的成膜機理和滲透機理研究
    6.5 本章小結
結論、不足與展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況
致謝



本文編號：3070681