二氧化鈦/聚丙烯酸雜化光催化膜的制備與應(yīng)用研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-31 00:37
實(shí)驗(yàn)采用共混、交聯(lián)、原位聚合三種方法制備二氧化鈦(TiO2)/聚丙烯酸(PAA)雜化光催化膜,膜材料為聚偏氟乙烯(PVDF)和聚醚砜(PES)。選取腐殖酸作為自然代表性污染物,選取甲基橙作為染料工業(yè)代表性污染物。共混法中TiO2/PAA加入到鑄膜液中后,膜孔隙率從50%提高到59%、平均孔徑從128nm降低到125nm、接觸角從79.3°降低到51.3°、膜通量從1022L/m2/h提高1246L/m2/h;熱重分析中固體殘留值從18.51%增加到29.25%,膜表面和指狀孔表面粗糙度增加;紫外線(xiàn)(UV)輻照條件下具有一定的光催化效果。交聯(lián)法中反應(yīng)時(shí)間為2小時(shí)、反應(yīng)溫度為90℃、PAA含量為20%、Ti02含量為5%時(shí)制備的交聯(lián)膜性能最好。PAA在膜表面形成致密光滑的復(fù)合層,掩蓋部分膜孔,使膜通量減小。交聯(lián)法相對(duì)共混法所制備的膜有更多的有效TiO2/PAA集中在膜表面,膜孔徑越更小,所以過(guò)濾效果更好;UV輻照條件下過(guò)濾腐殖酸2小時(shí),膜歸一化通量從0.41%提高高0.83%。原位聚合法中AA比PAA單體分子量更小,自由基結(jié)合與交聯(lián)同時(shí)進(jìn)行,形成更致密的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò),膜通量進(jìn)一步減小。通過(guò)混凝...
【文章來(lái)源】:昆明理工大學(xué)云南省
【文章頁(yè)數(shù)】:91 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 文獻(xiàn)綜述
1.1.1 膜法水處理技術(shù)概述
1.1.2 水處理膜污染在線(xiàn)控制方法研究進(jìn)展
1.1.3 光催化膜分離工藝概述
1.1.4 丙烯酸膜制備與改性方法
1.2 研究目的與意義
1.3 研究?jī)?nèi)容
1.4 創(chuàng)新點(diǎn)
第二章 實(shí)驗(yàn)材料與方法
2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與設(shè)備
2.2 膜的制備方法
2.2.1 連續(xù)式平板刮膜機(jī)使用方法
2.2.2 共混法
2.2.3 交聯(lián)法
2.2.4 原位聚合法
2.3 膜的表征方法
2.3.1 膜通量與截留率測(cè)試
2.3.2 粘度測(cè)試
2.3.3 厚度測(cè)試
2.3.4 孔隙率與平均孔徑測(cè)試
2.3.5 接觸角測(cè)試
2.3.6 紫外光譜分析
2.3.7 紅外光譜分析
2.3.8 熱重分析
2.3.9 結(jié)構(gòu)分析
2.4 光催化膜分離工藝實(shí)驗(yàn)方法
第三章 二氧化鈦/聚丙烯酸雜化膜的制備
2/PAA/PVDF光催化膜制備"> 3.1 共混法TiO2/PAA/PVDF光催化膜制備
3.1.1 共混添加劑對(duì)膜性能影響的分析
3.1.2 共混法膜測(cè)試分析
2/PAA)/PES光催化膜制備"> 3.2 交聯(lián)法(TiO2/PAA)/PES光催化膜制備
3.2.1 交聯(lián)法制備條件優(yōu)化
3.2.2 交聯(lián)法膜測(cè)試分析
2/P(AA-SS)/PES改性光催化膜制備"> 3.3 原位聚合法TiO2/P(AA-SS)/PES改性光催化膜制備
3.3.1 AA/SSS改性分析
3.3.2 原位聚合膜性能測(cè)試
2/PAA改性光催化抗污染膜性能分析"> 3.4 TiO2/PAA改性光催化抗污染膜性能分析
3.5 本章小結(jié)
第四章 光催化膜分離工藝過(guò)濾特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)探究
4.1 光催化膜分離工藝對(duì)混凝甲基橙廢水的過(guò)濾實(shí)驗(yàn)
4.1.1 絮凝劑的選擇
4.1.2 絮凝劑用量的選擇
4.1.3 紫外輻照強(qiáng)度對(duì)處理效果的影響
4.1.4 進(jìn)水流速對(duì)處理效果的影響
4.1.5 溶液濃度對(duì)處理效果的影響
4.1.6 溶液pH對(duì)處理效果的影響
4.2 光催化膜分離工藝對(duì)混凝十二烷基苯磺酸鈉廢水的過(guò)濾實(shí)驗(yàn)
4.2.1 進(jìn)水流速對(duì)處理效果的影響
4.2.2 溶液pH值對(duì)處理效果的影響
4.3 光催化膜分離工藝過(guò)濾機(jī)理分析
4.3.1 紫外輻照強(qiáng)度對(duì)工藝的影響分析
4.3.2 進(jìn)水流速對(duì)工藝的影響分析
4.3.3 溶液濃度對(duì)工藝的影響分析
4.3.4 溶液pH對(duì)工藝的影響分析
4.4 膜污染模型簡(jiǎn)介與實(shí)驗(yàn)分析
4.4.1 孔流模型
4.4.2 濃差極化模型
4.4.3 濾餅層模型
4.5 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與建議
5.1 結(jié)論
5.2 建議
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄A (碩士期間發(fā)表論文目錄)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]曝氣速率對(duì)附加微通道湍流促進(jìn)器SMBR流體動(dòng)力學(xué)性能的影響[J]. 解芳,王建敏,劉進(jìn)榮. 環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2015(09)
[2]Membrane fouling controlled by coagulation/adsorption during direct sewage membrane filtration(DSMF) for organic matter concentration[J]. Hui Gong,Zhengyu Jin,Xian Wang,Kaijun Wang. Journal of Environmental Sciences. 2015(06)
[3]PVC超濾膜處理生活污水及膜污染控制研究[J]. 彭婷,史載鋒,林強(qiáng),王向輝,牟翠瓊,熊玉琴. 膜科學(xué)與技術(shù). 2015(02)
[4]在聚砜膜表面接枝聚合對(duì)苯乙烯磺酸鈉及接枝膜對(duì)兩種含氮雜環(huán)類(lèi)農(nóng)藥吸附特性的研究[J]. 劉海,高保嬌,孫世雄. 膜科學(xué)與技術(shù). 2015(01)
[5]污水處理膜材料的親水改性及其研究進(jìn)展[J]. 郭雙禎,王力,史真真. 膜科學(xué)與技術(shù). 2015(01)
[6]混凝預(yù)處理及膜面流速控制對(duì)微濾膜污染的影響研究[J]. 李鵬飛,謝朝新,周寧玉,陳璐斌,劉帥. 環(huán)境科技. 2015(01)
[7]平板膜生物反應(yīng)器膜間距與曝氣氣泡形態(tài)對(duì)膜污染形成的影響[J]. 王棟,馮超,陳亞中,朱昊,王琪,崔鵬. 膜科學(xué)與技術(shù). 2014(06)
[8]光催化-膜分離耦合工藝對(duì)腐殖酸的過(guò)濾機(jī)理研究[J]. 陳黃錳,宋宏臣,王建明,劉自力. 膜科學(xué)與技術(shù). 2014(06)
[9]NIPS法聚偏氟乙烯超濾膜的制備與應(yīng)用[J]. 呂曉龍,武春瑞,張昊,趙麗華. 中國(guó)工程科學(xué). 2014(12)
[10]有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合膜的制備及應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 張漢泉,黃肖容,萬(wàn)安然. 現(xiàn)代化工. 2014(08)
博士論文
[1]溶液相轉(zhuǎn)化法制備PVDF微孔膜過(guò)程中的結(jié)構(gòu)控制及其性能研究[D]. 左丹英.浙江大學(xué) 2005
碩士論文
[1]雙親性納米TiO2復(fù)合粒子改性聚偏氟乙烯超濾膜的研究[D]. 羅娟.湖南工業(yè)大學(xué) 2012
本文編號(hào):3009881
【文章來(lái)源】:昆明理工大學(xué)云南省
【文章頁(yè)數(shù)】:91 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 文獻(xiàn)綜述
1.1.1 膜法水處理技術(shù)概述
1.1.2 水處理膜污染在線(xiàn)控制方法研究進(jìn)展
1.1.3 光催化膜分離工藝概述
1.1.4 丙烯酸膜制備與改性方法
1.2 研究目的與意義
1.3 研究?jī)?nèi)容
1.4 創(chuàng)新點(diǎn)
第二章 實(shí)驗(yàn)材料與方法
2.1 實(shí)驗(yàn)試劑與設(shè)備
2.2 膜的制備方法
2.2.1 連續(xù)式平板刮膜機(jī)使用方法
2.2.2 共混法
2.2.3 交聯(lián)法
2.2.4 原位聚合法
2.3 膜的表征方法
2.3.1 膜通量與截留率測(cè)試
2.3.2 粘度測(cè)試
2.3.3 厚度測(cè)試
2.3.4 孔隙率與平均孔徑測(cè)試
2.3.5 接觸角測(cè)試
2.3.6 紫外光譜分析
2.3.7 紅外光譜分析
2.3.8 熱重分析
2.3.9 結(jié)構(gòu)分析
2.4 光催化膜分離工藝實(shí)驗(yàn)方法
第三章 二氧化鈦/聚丙烯酸雜化膜的制備
2/PAA/PVDF光催化膜制備"> 3.1 共混法TiO2/PAA/PVDF光催化膜制備
3.1.1 共混添加劑對(duì)膜性能影響的分析
3.1.2 共混法膜測(cè)試分析
2/PAA)/PES光催化膜制備"> 3.2 交聯(lián)法(TiO2/PAA)/PES光催化膜制備
3.2.1 交聯(lián)法制備條件優(yōu)化
3.2.2 交聯(lián)法膜測(cè)試分析
2/P(AA-SS)/PES改性光催化膜制備"> 3.3 原位聚合法TiO2/P(AA-SS)/PES改性光催化膜制備
3.3.1 AA/SSS改性分析
3.3.2 原位聚合膜性能測(cè)試
2/PAA改性光催化抗污染膜性能分析"> 3.4 TiO2/PAA改性光催化抗污染膜性能分析
3.5 本章小結(jié)
第四章 光催化膜分離工藝過(guò)濾特點(diǎn)實(shí)驗(yàn)探究
4.1 光催化膜分離工藝對(duì)混凝甲基橙廢水的過(guò)濾實(shí)驗(yàn)
4.1.1 絮凝劑的選擇
4.1.2 絮凝劑用量的選擇
4.1.3 紫外輻照強(qiáng)度對(duì)處理效果的影響
4.1.4 進(jìn)水流速對(duì)處理效果的影響
4.1.5 溶液濃度對(duì)處理效果的影響
4.1.6 溶液pH對(duì)處理效果的影響
4.2 光催化膜分離工藝對(duì)混凝十二烷基苯磺酸鈉廢水的過(guò)濾實(shí)驗(yàn)
4.2.1 進(jìn)水流速對(duì)處理效果的影響
4.2.2 溶液pH值對(duì)處理效果的影響
4.3 光催化膜分離工藝過(guò)濾機(jī)理分析
4.3.1 紫外輻照強(qiáng)度對(duì)工藝的影響分析
4.3.2 進(jìn)水流速對(duì)工藝的影響分析
4.3.3 溶液濃度對(duì)工藝的影響分析
4.3.4 溶液pH對(duì)工藝的影響分析
4.4 膜污染模型簡(jiǎn)介與實(shí)驗(yàn)分析
4.4.1 孔流模型
4.4.2 濃差極化模型
4.4.3 濾餅層模型
4.5 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與建議
5.1 結(jié)論
5.2 建議
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄A (碩士期間發(fā)表論文目錄)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]曝氣速率對(duì)附加微通道湍流促進(jìn)器SMBR流體動(dòng)力學(xué)性能的影響[J]. 解芳,王建敏,劉進(jìn)榮. 環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2015(09)
[2]Membrane fouling controlled by coagulation/adsorption during direct sewage membrane filtration(DSMF) for organic matter concentration[J]. Hui Gong,Zhengyu Jin,Xian Wang,Kaijun Wang. Journal of Environmental Sciences. 2015(06)
[3]PVC超濾膜處理生活污水及膜污染控制研究[J]. 彭婷,史載鋒,林強(qiáng),王向輝,牟翠瓊,熊玉琴. 膜科學(xué)與技術(shù). 2015(02)
[4]在聚砜膜表面接枝聚合對(duì)苯乙烯磺酸鈉及接枝膜對(duì)兩種含氮雜環(huán)類(lèi)農(nóng)藥吸附特性的研究[J]. 劉海,高保嬌,孫世雄. 膜科學(xué)與技術(shù). 2015(01)
[5]污水處理膜材料的親水改性及其研究進(jìn)展[J]. 郭雙禎,王力,史真真. 膜科學(xué)與技術(shù). 2015(01)
[6]混凝預(yù)處理及膜面流速控制對(duì)微濾膜污染的影響研究[J]. 李鵬飛,謝朝新,周寧玉,陳璐斌,劉帥. 環(huán)境科技. 2015(01)
[7]平板膜生物反應(yīng)器膜間距與曝氣氣泡形態(tài)對(duì)膜污染形成的影響[J]. 王棟,馮超,陳亞中,朱昊,王琪,崔鵬. 膜科學(xué)與技術(shù). 2014(06)
[8]光催化-膜分離耦合工藝對(duì)腐殖酸的過(guò)濾機(jī)理研究[J]. 陳黃錳,宋宏臣,王建明,劉自力. 膜科學(xué)與技術(shù). 2014(06)
[9]NIPS法聚偏氟乙烯超濾膜的制備與應(yīng)用[J]. 呂曉龍,武春瑞,張昊,趙麗華. 中國(guó)工程科學(xué). 2014(12)
[10]有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合膜的制備及應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 張漢泉,黃肖容,萬(wàn)安然. 現(xiàn)代化工. 2014(08)
博士論文
[1]溶液相轉(zhuǎn)化法制備PVDF微孔膜過(guò)程中的結(jié)構(gòu)控制及其性能研究[D]. 左丹英.浙江大學(xué) 2005
碩士論文
[1]雙親性納米TiO2復(fù)合粒子改性聚偏氟乙烯超濾膜的研究[D]. 羅娟.湖南工業(yè)大學(xué) 2012
本文編號(hào):3009881
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