【摘要】：聚四氟乙烯(PTFE)微孔膜具有高孔隙率、均勻適合的孔徑、高化學(xué)穩(wěn)定性等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于膜分離技術(shù)。然而,由于PTFE分子中所含的C-F鍵能高、結(jié)構(gòu)高度對稱,導(dǎo)致其材料具有較強(qiáng)的疏水性,使得PTFE膜在廢水中應(yīng)用受限。因此,提高PTFE平板膜的親水性能極為重要。本文以聚丙烯酸(PAA)為親水劑,采用不同交聯(lián)劑通過后交聯(lián)改性法對PTFE平板微孔膜進(jìn)行親水改性。采用X射線電子能譜(XPS)、場發(fā)射掃描電鏡(FESEM)、衰減全反射傅里葉變換紅外光譜(ATR-FTIR)等技術(shù)研究了PTFE平板膜改性前后表面化學(xué)結(jié)構(gòu)和形態(tài),考察了反應(yīng)物濃度及反應(yīng)條件對PTFE平板膜親水性能的影響。主要研究內(nèi)容如下:(1)選用含有三官能度的三羥甲基丙烷-三[3-(2-甲基吖丙啶基)丙酸酯](Sac-100)與PAA在酸性條件下通過后交聯(lián)法對PTFE平板膜進(jìn)行改性,再用飽和碳酸氫鈉溶液浸泡使得改性膜表面離子化,從而增強(qiáng)其親水性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:改性膜的原纖表面包裹一層親水物質(zhì),且未發(fā)生堵孔現(xiàn)象;改性膜表面和截面均出現(xiàn)新元素N、O、Na;改性膜表面出現(xiàn)羧基和羧基離子;隨著Sac-100濃度的增加,改性膜水通量先增加后降低,膜表面水接觸角先降低后趨于穩(wěn)定;隨著PAA濃度的升高,改性膜水通量先升高后降低,膜表面水接觸角先降低后升高;隨著pH的升高,改性膜水通量先小幅度上升后急劇下降,膜表面水接觸角先降低后急劇上升;反應(yīng)最佳條件是:PAA濃度為2%、氮丙啶Sac-100濃度為0.4%、反應(yīng)pH=5;改性膜的水通量為5084kg·m~(-2)·h~(-1)、接觸角由136°降低到23.41°;牛血清蛋白吸附實(shí)驗(yàn)測試表明,所制得的改性膜具有較強(qiáng)抗污染性;改性膜的穩(wěn)定性能測試表明,所制得改性膜耐水洗且在弱酸、弱堿和無水乙醇條件下使用。(2)采用雙氨基有機(jī)硅交聯(lián)劑(9300)與PAA在酸性條件下進(jìn)行反應(yīng)對PTFE平板膜進(jìn)行親水改性。研究結(jié)果表明,改性膜纖維表面包裹一層親水物質(zhì),且具有少量微顆粒物質(zhì);改性膜表面和截面均出現(xiàn)新元素N、O、Si;改性膜表面出現(xiàn)羧基和氨基;隨著9300濃度的增加,改性膜水通量先增加后降低,膜表面水接觸角先逐漸降低后趨于穩(wěn)定;隨著PAA與9300的質(zhì)量比的降低,改性膜水通量先升高后降低,膜表面水接觸角先降低后升高;隨著反應(yīng)時間和反應(yīng)溫度的升高,改性膜水通量先升高后趨于穩(wěn)定,膜表面水接觸角先降低后趨于穩(wěn)定;最佳反應(yīng)條件:雙氨基有機(jī)硅9300濃度為2g/L、PAA:9300(質(zhì)量比)為15:1、反應(yīng)溫度為80℃,反應(yīng)時間為6h;改性膜的水通量為4300.32kg·m~(-2)·h~(-1)、接觸角由136°降低到30.35°;水晶碾磨廢水過濾實(shí)驗(yàn)表明,改性膜對水晶碾磨廢水的濁度去除率為99.91%;改性膜穩(wěn)定性測試表明:親水膜不耐強(qiáng)堿;在強(qiáng)酸和無水乙醇中沒有任何影響;持續(xù)水沖時改性膜的親水性基本不變。
【學(xué)位授予單位】：浙江理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TQ051.893
【圖文】：

圖 1.1 膜分離過程示意圖ig.1.1 Schematic diagram of membrane separation process圖 1.1）是一種根據(jù)被分離物質(zhì)的尺寸大小，借助膜如壓力差、電位差、濃度差、溫度等）作用下，對多

圖 1.2 膜的基本傳遞形式Fig.1.2 The basic transfer form of membrane的種類技術(shù)應(yīng)用的多樣化，其種類呈多樣化發(fā)展。在環(huán)境工程中常

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本文編號：2729658