納米纖維超濾膜的制備及其應(yīng)用研究
發(fā)布時間:2018-04-17 14:27
本文選題:靜電紡絲 + 超濾膜; 參考:《吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)》2015年碩士論文
【摘要】:靜電紡絲法是一種新型制備納米纖維的高效方法,具有設(shè)備簡單、工藝易控、成本低廉等優(yōu)勢條件。所制備納米纖維尺度可達到納米級,由納米纖維制得無紡布具有孔隙率高、均一性好、比表面積大等優(yōu)點,從而賦予了靜電紡絲特別廣泛的應(yīng)用前景。本文將具有高吸水性、高分離性的聚乙烯醇和具有高透水性的聚醚砜進行復(fù)合,制備成PVA/PES復(fù)合超濾膜,靜電紡PVA納米纖維,并在其表面負(fù)載膨潤土。通過對不同濃度的聚乙烯醇進行掃描電鏡和拉伸性能測試分析,當(dāng)PVA濃度在16%時負(fù)載膨潤土纖維分布均勻度最好,且拉伸性能與其他濃度相比最優(yōu);靜電紡PES納米纖維,以N-N二甲基甲酰胺為溶劑,聚乙烯吡咯烷酮為成孔劑,膨潤土增強力學(xué)性能。通過正交試驗分析最佳混合比,可知PES、PVP和膨潤土濃度分別為22%、8%和1%時紡絲效果最好,經(jīng)過浸泡處理將成孔劑PVP去除;以尼龍66為支撐層,在15Kv和20cm的紡絲條件下按照上述條件進行實驗,再把16%負(fù)載膨潤土的PVA紡絲液紡制至PES表面。交聯(lián)之后,浸泡處理掉溶劑,烘干,制得PVA/PES復(fù)合超濾膜。通過掃描電鏡等測試對膜表面的結(jié)構(gòu)觀察分析,以及交聯(lián)復(fù)合之后的復(fù)合膜超濾性能,確定可以制得致密復(fù)合膜,且復(fù)合效果很明顯。從SEM照片可知:PVA納米纖維超濾膜表面已成功負(fù)載膨潤土,且在16%濃度時分布最為均勻。而在復(fù)合之后的納米纖維超濾膜上,交聯(lián)之后PVA皮層和PES基層之間形成了致密的復(fù)合層,且纖維分布均勻,錯綜交叉成多孔結(jié)構(gòu);紅外光譜分析表明:在3300cm-1處出現(xiàn)了伸縮振動的醚酮基峰,說明在復(fù)合過程中在皮層和基層之間形成了新的連接結(jié)構(gòu),達到復(fù)合的效果;熱重分析表明:處理之前的復(fù)合超濾膜初始分解溫度為200oC,失重率為24%,處理之后初始分解溫度達到了310oC,失重率為27%,增強了復(fù)合超濾膜的熱穩(wěn)定性;拉力測試表明:斷裂負(fù)載力趨向于先增大后減小,處理之前的斷裂長度為40mm,斷裂伸長率為159.23%,處理之后斷裂長度為52mm,斷裂伸長率為255.43%,增強了復(fù)合超濾膜的力學(xué)性能,避免了超濾過程中機械因素的影響。為了測試復(fù)合超濾膜的超濾性能,選用牛血清蛋白(BSA)為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),處理之前的水通量為20.69??12??hmL,孔隙率為18%,過濾效率較低,且膜容易因為小分子物質(zhì)的聚集導(dǎo)致阻塞膜孔,從而使得超濾膜污染,處理之后復(fù)合超濾膜的水通量為94.67??12??hmL,孔隙率為43%,過濾效率要高于處理之前,并且,處理之后的復(fù)合超濾膜中間形成了穩(wěn)定的連接結(jié)構(gòu),故在過濾過程中的小分子物質(zhì)會留在PVA納米纖維超濾膜的表層,不會進入到PES膜層結(jié)構(gòu),從而避免了物質(zhì)阻塞引起的膜污染現(xiàn)象;選用牛血清蛋白為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)時,超濾膜的截留率必須達到90%以上,通過測試得到處理前的復(fù)合超濾膜的截留率是85%,平均孔徑為34nm,沒有達到截留標(biāo)準(zhǔn)的要求。而處理之后的截留率則達到了97%,處理之后的平均孔徑為55nm,滿足了標(biāo)準(zhǔn)要求,達到了實驗要求的復(fù)合超濾膜標(biāo)準(zhǔn)。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】:吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號】:TQ051.893
【參考文獻】
相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條
1 劉e,
本文編號:1763976
本文鏈接:http://www.sikaile.net/kejilunwen/huaxuehuagong/1763976.html
最近更新
教材專著