含油廢水已經(jīng)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。聚合物膜可以在緩解用水緊張的壓力中發(fā)揮重要作用,但是膜的疏水性使得可重復(fù)使用性能降低,因此,提高親水性是解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵。仿生涂覆體系已經(jīng)在各種材料的表面工程中得到廣泛研究和實(shí)施,以實(shí)現(xiàn)多功能化。多巴胺便是增強(qiáng)表面親水性的典型手段,盡管簡(jiǎn)單和有效,仍存在一些固有的局限性,如成本高和限制條件多等。因此,本課題提出了兩種硅化仿多巴胺涂覆體系,采用紅外光譜（FTIR）、掃描電鏡（SEM）、X射線光電子能譜分析（XPS）等測(cè)試表征膜表面結(jié)構(gòu)的變化,并通過(guò)多種測(cè)試系統(tǒng)表征了不同涂覆濃度和時(shí)間對(duì)膜的潤(rùn)濕性能的影響,進(jìn)一步探索了表面親水化改性對(duì)于膜油水分離性能的影響。以商業(yè)聚偏氟乙烯（PVDF）微濾膜為基材,仿照貽貝化學(xué)體系,采用鄰苯二酚（CA）和3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTES）對(duì)PVDF微濾膜進(jìn)行涂覆,得到改性膜。結(jié)果表明,涂層得到了成功的制備,膜層也較為均勻;相比原PVDF膜,制得的改性膜在潤(rùn)濕性能上有了明顯改善。以MF-C/A-0.1/0.6為例,具體表現(xiàn)在初始水接觸角由112°降低到35°,并在4 s內(nèi)降低到0°;水通量升高到16000 L m

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

超疏水/超親油性聚四氟乙烯膜圖示[8]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-3-小的物質(zhì)。一般來(lái)說(shuō)，只有大小相差很大的分子才能被微孔膜有效分離。用于制作微濾膜的材料如圖1-1所示。圖1-1用于制作微濾膜的材料1.4油水分離膜概述傳統(tǒng)的分離技術(shù)大都屬于能源密集型，其耗能較大，如萃娶蒸餾等操作，而微濾膜的分離過(guò)程能耗較低、價(jià)廉環(huán)保、高效簡(jiǎn)單，使其在含油廢水處理方面具有廣闊前景，可以用于油水乳液的處理，近年來(lái)已經(jīng)逐漸成為研究熱點(diǎn)。江雷等人于2004年首次報(bào)道了在聚四氟乙烯基體材料上構(gòu)造納米結(jié)構(gòu)的粗糙表面，使得膜具有了超疏水性和超親油性[8]，這使其成為分離油和水的理想工具（如圖1-2所示）。圖1-2超疏水/超親油性聚四氟乙烯膜圖示[8]當(dāng)前，油水混合乳液的分離是研究油水分離問(wèn)題的核心，一般認(rèn)為其機(jī)理是孔道篩分，也就是當(dāng)乳液滴的尺寸大于膜孔時(shí)，就不能通過(guò)膜，以起到分離的作用[9]。油水分離膜的類(lèi)型有多種，如超疏水/超親油膜，其對(duì)油的親和力較強(qiáng)；還有超親水/水下超疏油膜，其對(duì)水的親和力較強(qiáng)等。無(wú)機(jī)高分子膜陶瓷膜金屬膜有機(jī)高分子膜天然高分子合成膜有機(jī)高分子合成膜聚四氟乙烯（PTFE）聚偏氟乙烯（PVDF）聚丙烯（PP）聚酰胺（PA）聚碳酸酯（PC）微濾膜

離或者截留0.05-0.1μm至1.0μm的污染物，如油、細(xì)菌或者其它的一些懸浮物以降低水的懸濁度等。比如，Park[12]等人以0.22μm的PVDF微濾膜作為基材，用混凝-絮凝等方法進(jìn)行預(yù)處理之后，對(duì)COD和含磷化合物的去除量顯著提高，而即便是只通過(guò)低濃度的臭氧化處理后，90%的染料也都能被去除，從而證明了這種方法可以對(duì)廢水重新利用提供理論指導(dǎo)。王振興[11]等人利用氟鈦酸銨在堿性條件下的水解，使得二氧化鈦在多巴胺涂層表面形成，從而使PVDF微濾膜獲得親水性，水通量高達(dá)7600m-2h-1bar-1，可高效分離油水乳液（如圖1-3所示）。圖1-3氟鈦酸銨堿性條件下水解改性的PVDF微濾膜的性能（a）原膜及改性前后的水通量（b）分離前油水乳液的光學(xué)顯微鏡圖（c）分離后油水乳液的光學(xué)顯微鏡圖[11]在超濾過(guò)程中，PVDF膜也被廣泛使用。目前的PVDF超濾膜主要是使用非溶劑致相分離法制備。Khayet[13]等人報(bào)道了用乙二醇（4、6、8wt%）、23wt%PVDF溶解在DMAc溶劑中制備的PVDF超濾中空纖維膜，Hester[14]等人用PMMA的主鏈和PEO的側(cè)鏈進(jìn)行自組合制備了兩親聚合物，然后將其與PVDF超濾膜，結(jié)果顯示膜具有良好的抗牛血清蛋白（BSA可模擬蛋白廢水）性能。1.5.2.2膜接觸器膜接觸器是一種使兩相“保持接觸”的膜系統(tǒng)[15]。傳統(tǒng)的看法是膜在分離過(guò)程中只起到媒介的作用，但是，基于它們的選擇性，膜在膜接觸器中的兩相之間也可以作為一種障礙，通過(guò)擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)物料從一相向另一相的轉(zhuǎn)移。膜生物反應(yīng)器（MBR）在深度除磷、除氮等應(yīng)用中具有明顯的優(yōu)勢(shì)，相比傳統(tǒng)的活化污泥處理，這是一種有潛力的處理方法[16]，其分離處理效率更高并且操作簡(jiǎn)單、條件容易控制。由于膜的類(lèi)型取決于污染物的尺寸，因此一般而言，MBR過(guò)程中用到的膜為超濾膜或者微濾膜。例?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]城市廢水處理技術(shù)研究[J]. 孫暉,申曉霞,周冬云,薛琦.  中國(guó)資源綜合利用. 2019(12)
[2]Fe3O4@SiO2介孔微球/PVDF超濾膜的制備與性能[J]. 趙健全,廖嬋娟,童華,王秋華,楊建.  水處理技術(shù). 2018(07)
[3]含油廢水吸附處理技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 付永川,楊海蓉,張君,封麗.  應(yīng)用化工. 2017(10)

碩士論文
[1]基于單寧酸改性的超親水/水下超疏油膜材料的制備及其油水分離性能的研究[D]. 姬勝?gòu)?qiáng).南昌大學(xué) 2019
[2]單通道Janus膜的制備及其性能研究[D]. 閆琳琳.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2019
[3]仿生材料多巴胺對(duì)聚偏氟乙烯超濾膜改性的研究[D]. 常曉晶.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[4]TiO2/GO納米材料的制備及其超濾膜的性能研究[D]. 劉洋.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013



本文編號(hào)：3340754