本文關(guān)鍵詞：納米氧化石墨烯共混復(fù)合正滲透膜的制備與表征，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：正滲透(Forward osmosis)作為一種新型膜分離技術(shù),其關(guān)注和研究日趨廣泛與深入,并已在一些領(lǐng)域得到應(yīng)用,前景廣闊。本課題主要通過(guò)GO對(duì)基底膜和正滲透膜進(jìn)行共混改性,以期改善膜片的滲透性能和抗膜污染性能。選用經(jīng)典的相轉(zhuǎn)化法和界面聚合法自制膜片,以實(shí)驗(yàn)室的錯(cuò)流測(cè)試平臺(tái)和正滲透測(cè)試平臺(tái)為基礎(chǔ),通過(guò)水通量、鹽返混量等參數(shù)對(duì)共混改性膜片的運(yùn)行效能進(jìn)行了評(píng)價(jià)。本文的主要研究結(jié)論如下:(1)對(duì)納米無(wú)機(jī)顆粒改性基底膜的工藝條件和運(yùn)行效能進(jìn)行了探索,試驗(yàn)結(jié)果表明:PES/GO和PES/GO/TiO2復(fù)合納米基底膜均具有典型的指狀多孔結(jié)構(gòu),且改性后指狀空穴結(jié)構(gòu)變大,膜流體阻力減小,接觸角減小,親水性增強(qiáng),熱穩(wěn)定性提高,粗糙度減小,機(jī)械強(qiáng)度也有所增加。納米無(wú)機(jī)材料共混改性后的基底膜在純水通量、截留率和抗污染性方面均具有大幅度的提高。其中,隨著GO共混量的增加,基底膜的純水通量出現(xiàn)了先增加后減小的趨勢(shì),當(dāng)GO的添加量達(dá)到0.5%時(shí),膜的純水通量最大可以達(dá)到265LMH,相較于原膜171LMH的純水通量,提高了55%,復(fù)合納米超濾膜對(duì)BSA和SA的截留率相較于純PES膜均有不同程度的提高;GO和nano-TiO2共同共混改性的超濾膜(0.8%GO+0.2%nano-TiO2)性能最優(yōu),純水通量可達(dá)260LMH,相較于純PES膜,通量增加了52.1%,BSA和SA模擬污染物過(guò)濾180min后,膜的穩(wěn)定通量分別保持在67.8和68.0LMH左右,截留率均可達(dá)99%以上。(2)重點(diǎn)針對(duì)正滲透膜的運(yùn)行工藝和聚合方式進(jìn)行了相關(guān)研究。試驗(yàn)結(jié)果表明:納米氧化石墨烯共混復(fù)合正滲透膜表面具有明顯的“山峰和低谷”形態(tài),導(dǎo)致膜片表面粗糙度增大,熱穩(wěn)定性提高。正滲透膜經(jīng)GO親水改性后,水通量和鹽的返混量均具有大幅度的提高。其中,隨著GO共混量的增加,氧化石墨烯共混復(fù)合正滲透膜的純水通量同樣出現(xiàn)了先增加后減小的趨勢(shì)。TFC0.5膜相較于純TFC膜而言,在FO/PRO模式下水通量分別提高了133%,108%。但是針對(duì)鹽的返混效果而言,所有膜片鹽的返混較為嚴(yán)重;通過(guò)對(duì)納米氧化石墨烯共混復(fù)合正滲透膜性能的物理影響因素研究可知,PRO相較FO模式而言,水通量較高,鹽的返混也更嚴(yán)重;就運(yùn)行速度而言,運(yùn)行錯(cuò)流速度越低,水通量越低,鹽返混越輕;就滲透壓驅(qū)動(dòng)力而言,隨著汲取液濃度的增加,正滲透過(guò)程中的水通量均出現(xiàn)了增加的趨勢(shì),鹽的返混通量也出現(xiàn)了增加的趨勢(shì),當(dāng)NaCl和Glucose作為汲取液時(shí),在濃度相同時(shí),不管是FO模式還是PRO模式下,NaCl的水通量都要比Glucose較高;通過(guò)對(duì)納米氧化石墨烯共混復(fù)合正滲透膜性能的化學(xué)影響因素研究可知,界面聚合次數(shù)越多,水通量越小,鹽的返混量越小;正面界面聚合相較于反面界面聚合,水通量較大,鹽的返混量較小;雙面界面聚合相較于單面界面聚合而言,水通量和鹽的返混量均有較大程度的減小。(3)重點(diǎn)針對(duì)正滲透膜的抗污染性能進(jìn)行了相關(guān)研究。試驗(yàn)結(jié)果表明:不管是有機(jī)體系、無(wú)機(jī)體系還是有機(jī)-無(wú)機(jī)混合體系的污染物,TFC0.3膜相較于純TFC膜而言,通量衰減率較小,穩(wěn)定通量較大。同時(shí),對(duì)于有機(jī)污染物BSA和SA而言,加入nano-TiO2后的復(fù)合污染均使通量下降趨勢(shì)有所減緩。
【關(guān)鍵詞】：GO 共混改性 正滲透膜 基底膜 界面聚合
【學(xué)位授予單位】：東華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ051.893
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第1章 緒論12-31
• 1.1 研究背景12-17
• 1.1.1 水資源和能源危機(jī)12-13
• 1.1.2 膜分離技術(shù)13-17
• 1.2 納米顆粒膜改性研究進(jìn)展17-22
• 1.2.1 氧化石墨烯膜改性的研究進(jìn)展17-20
• 1.2.2 二氧化鈦膜改性的研究進(jìn)展20-22
• 1.3 正滲透膜分離技術(shù)22-28
• 1.3.1 正滲透分離原理22-23
• 1.3.2 正滲透汲取液23-24
• 1.3.3 正滲透汲取溶質(zhì)返混24-25
• 1.3.4 正滲透濃差極化25-26
• 1.3.5 正滲透膜污染26-27
• 1.3.6 正滲透應(yīng)用27-28
• 1.4 課題的提出28-31
• 1.4.1 課題研究目的和意義28-29
• 1.4.2 課題研究的創(chuàng)新點(diǎn)29
• 1.4.3 課題研究的技術(shù)路線29-30
• 1.4.4 研究主要內(nèi)容30-31
• 第2章 試驗(yàn)材料與研究方法31-39
• 2.1 試驗(yàn)儀器與化學(xué)試劑31-32
• 2.1.1 化學(xué)試劑及材料31
• 2.1.2 試驗(yàn)儀器31-32
• 2.2 試驗(yàn)方法及裝置32-37
• 2.2.1 GO的制備32-33
• 2.2.2 PES/GO/TiO_2共混改性基底膜的制備33
• 2.2.3 正滲透膜的制備33-34
• 2.2.4 共混GO的分散性34
• 2.2.5 基底膜純水通量的測(cè)定34
• 2.2.6 基底膜截留率的測(cè)定34-35
• 2.2.7 孔隙率和平均孔徑的測(cè)定35
• 2.2.8 正滲透膜水通量的測(cè)定35-36
• 2.2.9 溶質(zhì)返混通量36-37
• 2.3 試驗(yàn)分析手段37-39
• 2.3.1 膜結(jié)構(gòu)形貌特性表征37
• 2.3.2 熱穩(wěn)定性分析37
• 2.3.3 膜機(jī)械性能分析37-38
• 2.3.4 親水性能測(cè)試38
• 2.3.5 抗污染性能測(cè)試38-39
• 第3章 膜的表征39-59
• 3.1 GO的表征39-40
• 3.1.1 GO的熱穩(wěn)定性分析39
• 3.1.2 GO的紅外分析39-40
• 3.2 超濾基底膜的表征40-52
• 3.2.1 GO/PES共混超濾膜的表征分析40-46
• 3.2.2 GO/TiO_2/PES共混超濾膜的表征分析46-52
• 3.3 納米氧化石墨烯共混復(fù)合正滲透膜的表征分析52-57
• 3.3.1 納米氧化石墨烯共混復(fù)合正滲透膜的微觀形貌分析52-53
• 3.3.2 納米氧化石墨烯共混復(fù)合正滲透膜的表面粗糙度分析53-54
• 3.3.3 納米氧化石墨烯共混復(fù)合正滲透膜熱失重分析54-55
• 3.3.4 納米氧化石墨烯共混復(fù)合正滲透膜XPS分析55-56
• 3.3.5 納米氧化石墨烯共混復(fù)合正滲透膜親水性分析56-57
• 3.3.6 納米氧化石墨烯共混復(fù)合正滲透膜滲透性能分析57
• 3.4 本章小結(jié)57-59
• 第4章 膜的測(cè)試59-78
• 4.1 GO/PES超濾膜的性能研究59-62
• 4.1.1 GO/PES超濾膜的過(guò)濾性能研究59-60
• 4.1.2 GO/PES超濾膜的抗污染性能研究60-62
• 4.2 GO/TiO_2/PES超濾膜的性能研究62-65
• 4.2.1 GO/PES超濾膜的過(guò)濾性能研究62-63
• 4.2.2 GO/TiO_2/PES超濾膜的抗污染性能研究63-65
• 4.2.3 GO/TiO_2/PES超濾膜的抗壓縮性能研究65
• 4.3 納米氧化石墨烯共混復(fù)合正滲透膜的性能研究65-77
• 4.3.1 納米氧化石墨烯共混復(fù)合正滲透膜性能的物理影響因素研究65-72
• 4.3.2 納米氧化石墨烯共混復(fù)合正滲透膜性能的化學(xué)影響因素研究72-75
• 4.3.3 納米氧化石墨烯共混復(fù)合正滲透膜污染研究75-77
• 4.4 本章小結(jié)77-78
• 第5章 結(jié)論與建議78-81
• 5.1 結(jié)論78-79
• 5.2 建議79-81
• 參考文獻(xiàn)81-88
• 攻讀學(xué)位期間的主要學(xué)術(shù)成果88-89
• 致謝89

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 張奇珍;;滲透膜氣體分離器簡(jiǎn)論[J];膜科學(xué)與技術(shù);1983年03期

2 鄒盛歐;;濃縮甲醇用高性能選擇滲透膜[J];精細(xì)化工信息;1987年08期

3 沈守倉(cāng),盧冠忠,汪仁;膜催化技術(shù)的應(yīng)用(Ⅰ)——用氫滲透膜同時(shí)實(shí)現(xiàn)催化反應(yīng)和產(chǎn)品分離[J];膜科學(xué)與技術(shù);1993年01期

4 夏圣驥;周昱e，

本文編號(hào)：370496