本文關(guān)鍵詞：無機(jī)納米粒子對PVDF膜的改性研究

  更多相關(guān)文章： PVDF膜 有機(jī)-無機(jī)復(fù)合膜 Pd納米粒子 介孔二氧化硅 離子印跡

【摘要】：隨著膜分離技術(shù)和膜材料的迅速發(fā)展,聚偏氟乙烯(PVDF)膜已經(jīng)不能滿足人類生產(chǎn)生活的實(shí)際需要,因此需要對PVDF膜進(jìn)行改性。采用新技術(shù)和新方法制備新型的PVDF基有機(jī)-無機(jī)復(fù)合膜,實(shí)現(xiàn)分離膜的多功能化一直是膜科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。與純PVDF膜相比,PVDF基有機(jī)-無機(jī)復(fù)合膜結(jié)合了有機(jī)材料和無機(jī)材料各自的優(yōu)勢,表現(xiàn)出催化和吸附等特性以及更加優(yōu)異的分離透過性能。然而,無機(jī)納米材料在聚合物基體中常常難以均勻分散,有機(jī)與無機(jī)兩相之間結(jié)合不夠緊密,導(dǎo)致無機(jī)納米材料在膜服役過程中容易流失,起不到持久穩(wěn)定的效果,這限制了有機(jī)-無機(jī)復(fù)合膜進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用。本論文我們采用兩種策略解決上述問題：(1)分別利用原位還原法和共縮聚法在改性PVDF膜孔中制備貴金屬納米粒子和巰基功能化的介孔硅球,得到PVDF基有機(jī)-無機(jī)復(fù)合膜,解決了無機(jī)納米材料易團(tuán)聚的問題,提高無機(jī)納米材料在PVDF基體中的分散性和穩(wěn)定性；(2)采用烯丙基功能化的離子印跡介孔硅球修飾PVDF鏈,然后通過浸沒沉淀相轉(zhuǎn)化法制成PVDF基有機(jī)-無機(jī)復(fù)合膜,解決了有機(jī)與無機(jī)兩相間相容性問題以及無機(jī)相的團(tuán)聚問題。將Pd納米顆粒原位負(fù)載到PVDF/PMAA共混膜孔中,制得PVDF/Pd催化膜,并對4-硝基苯酚進(jìn)行催化還原研究。原位合成的Pd納米顆粒具有很好的分散性,沒有產(chǎn)生團(tuán)聚。PVDF/Pd催化膜具有優(yōu)良的催化活性和催化穩(wěn)定性。采用共縮聚法在改性PVDF膜孔中合成巰基功能化介孔硅球,制備出PVDF-介孔SiO2復(fù)合膜,并研究該復(fù)合膜對Pb~(2+)的吸附性能。研究結(jié)果表明,介孔硅很好地分散在改性PVDF膜孔中,沒有團(tuán)聚。PVDF-介孔SiO2復(fù)合膜對Pb~(2+)表現(xiàn)出良好的吸附性能,同時該復(fù)合膜便于二次利用,具有良好的重復(fù)利用性能以及穩(wěn)定性。結(jié)合離子印跡技術(shù)和共縮聚法首先合成出了離子印跡介孔硅球,然后將其修飾PVDF鏈,得到有機(jī)無機(jī)復(fù)合物,研究該復(fù)合物制成的PVDF-IIMSiO2復(fù)合膜對Cu~(2+)的吸附性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該復(fù)合膜對于印跡離子(Cu~(2+))具有良好的吸附和選擇性吸附性能,良好的穩(wěn)定性和重復(fù)利用性。
【關(guān)鍵詞】：PVDF膜 有機(jī)-無機(jī)復(fù)合膜 Pd納米粒子 介孔二氧化硅 離子印跡
【學(xué)位授予單位】：天津工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ051.893
【目錄】：

• 學(xué)位論文的主要創(chuàng)新點(diǎn)3-4
• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-21
• 1.1 有機(jī)-無機(jī)復(fù)合膜9-16
• 1.1.1 有機(jī)分離膜綜述9-12
• 1.1.2 無機(jī)分離膜簡介12
• 1.1.3 有機(jī)-無機(jī)復(fù)合膜簡介12
• 1.1.4 有機(jī)-無機(jī)復(fù)合膜的主要分類12-13
• 1.1.5 有機(jī)-無機(jī)復(fù)合膜的主要制備方法13-16
• 1.2 貴金屬納米粒子16
• 1.3 介孔二氧化硅16-18
• 1.4 本文的研究目的及研究內(nèi)容18-21
• 1.4.1 研究意義18
• 1.4.2 研究內(nèi)容18-21
• 第二章 PVDF/Pd催化膜的制備及性能研究21-41
• 2.1 材料與設(shè)備21-23
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料和試劑21-22
• 2.1.2 試驗(yàn)主要儀器與設(shè)備22-23
• 2.2 PVDF/Pd催化膜的制備23-24
• 2.2.1 PVDF/PMAA共混膜的制備23
• 2.2.2 PVDF/PMAA共混膜負(fù)載Pd納米粒子23-24
• 2.3 PVDF/Pd催化膜的表征24-25
• 2.4 PVDF/Pd催化膜催化性能的研究25
• 2.5 結(jié)果與討論25-40
• 2.5.1 PMAA微球的形貌分析25-26
• 2.5.2 傅里葉紅外光譜(FTIR)分析26
• 2.5.3 膜形貌及結(jié)構(gòu)分析26-28
• 2.5.4 PVDF/Pd催化膜滲透性能28-30
• 2.5.5 錯流模式下PVDF/Pd催化膜的催化性能30-38
• 2.5.6 PVDF/Pd催化膜滲透催化反應(yīng)動力學(xué)38-39
• 2.5.7 PVDF/Pd催化膜的靜態(tài)催化39-40
• 2.6 本章小結(jié)40-41
• 第三章 PVDF-介孔SiO_2復(fù)合膜的制備及對Pb~(2+)吸附性能研究41-61
• 3.1 實(shí)驗(yàn)藥品及儀器41-43
• 3.2 PVDF-介孔SiO_2復(fù)合膜的制備43-45
• 3.2.1 改性PVDF膜的制備43-44
• 3.2.2 PVDF-介孔SiO_2復(fù)合膜的制備44-45
• 3.3 PVDF-介孔SiO_2復(fù)合膜的表征與性能研究45-47
• 3.3.1 場發(fā)射掃描電鏡45
• 3.3.2 透射電子顯微鏡鏡45
• 3.3.3 傅里葉紅外光譜儀45
• 3.3.4 孔隙率測定45-46
• 3.3.5 接觸角測定46
• 3.3.6 PVDF-介孔SiO_2復(fù)合膜對鉛離子吸附性能的研究46-47
• 3.4 試驗(yàn)結(jié)果與討論47-59
• 3.4.1 形貌分析47-49
• 3.4.2 紅外分析49-50
• 3.4.3 孔隙率和接觸角50
• 3.4.4 熱穩(wěn)定性分析50-51
• 3.4.5 復(fù)合膜對鉛離子吸附性能的研究51-58
• 3.4.6 PVDF-介孔SiO_2復(fù)合膜重復(fù)利用性能研究58-59
• 3.5 本章小結(jié)59-61
• 第四章 PVDF-ⅡMSiO_2復(fù)合膜的制備及對Cu~(2+)吸附性能的研究61-77
• 4.1 實(shí)驗(yàn)藥品及儀器61-63
• 4.2 PVDF-IIMSiO_2復(fù)合膜的制備63-64
• 4.2.1 烯丙基功能化的銅離子印跡介孔二氧化硅的合成63
• 4.2.2 PVDF-ⅡMSiO_2復(fù)合膜的制備63-64
• 4.3 PVDF-ⅡMSiO_2復(fù)合膜的表征64-65
• 4.4 PVDF-ⅡMSiO_2復(fù)合膜對印跡離子(Cu~(2+))吸附性能的研究65-66
• 4.4.1 膜及離子印跡介孔二氧化硅對Cu~(2+)吸附能力的對比65
• 4.4.2 pH值對PVDF-ⅡMSiO_2復(fù)合膜吸附Cu~(2+)的影響65
• 4.4.3 吸附動力學(xué)65
• 4.4.4 膜對Cu~(2+)的等溫吸附研究65
• 4.4.5 純PVDF膜(M00)以及PVDF-ⅡMSiO_2復(fù)合膜(M10)的選擇性吸附實(shí)驗(yàn)65-66
• 4.4.6 PVDF-ⅡMSiO_2復(fù)合膜的重復(fù)利用66
• 4.5 結(jié)果與討論66-75
• 4.5.1 膜形貌分析66-67
• 4.5.2 紅外分析67-68
• 4.5.3 膜及銅離子印跡介孔二氧化硅的熱穩(wěn)定性分析68
• 4.5.4 功能化銅離子印跡介孔二氧化硅(ⅡMSiO_2)的孔結(jié)構(gòu)分析68-69
• 4.5.5 膜結(jié)構(gòu)及親水性能分析69
• 4.5.6 PVDF-ⅡMSiO_2復(fù)合膜對Cu~(2+)吸附性能的研究69-75
• 4.6 本章小結(jié)75-77
• 結(jié)論77-79
• 參考文獻(xiàn)79-91
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文和申請專利情況91-93
• 致謝93

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