本文關(guān)鍵詞：疏水多孔無機膜的制備及其蒸餾脫鹽性能研究

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【摘要】：本文主要從無機膜的制備、疏水改性及膜蒸餾脫鹽性能三方面進行研究。對制備非對稱硅藻土膜及金屬鎳膜過程中的影響因素進行了探究,得出兩類膜的制備工藝;而后通過接枝有機硅烷對非對稱硅藻土膜及金屬鎳膜進行疏水改性,制備得到疏水性硅藻土膜及疏水性金屬鎳膜。最后將制備得到的疏水性硅藻土膜及疏水性金屬鎳膜應(yīng)用于真空膜蒸餾脫鹽試驗中,研究這兩類膜的膜蒸餾脫鹽性能。主要結(jié)論如下:(1)以大孔徑硅藻土膜為基體,表面噴涂一次SiO2溶膠,400℃燒結(jié)2 h后可制備獲得表面平均孔徑為0.78μm,孔隙率為46%的非對稱硅藻土膜。采用辛基三乙氧基硅烷對其進行疏水改性獲得疏水性硅藻土膜,改性工藝參數(shù)為:醇水體積比5:1,辛基三乙氧基硅烷濃度0.15 mol/L,改性時間12 h,固化溫度110℃,固化時間2 h,改性次數(shù)2次。改性后的硅藻土膜與水的接觸角可達到149°,氣體滲透通量有所降低,純水滲透通量明顯降低。真空膜蒸餾實驗表明改性后的硅藻土膜有較好的脫鹽性能,在料液溫度為80℃、NaCl濃度為3.5 wt%,膜的內(nèi)側(cè)用抽真空至5×103 Pa的條件下,疏水性硅藻土膜的滲透通量為10.33 L/m2·h,截鹽率超過99.90%。(2)以平均粒徑為0.5μm的金屬鎳粉為原材料,在燒結(jié)溫度為700℃,燒結(jié)時間為1 h的工藝條件下,可制備得到平均孔徑為0.65μm,孔隙率為34.8%的金屬鎳膜。沿用硅藻土膜疏水改性工藝對制備的金屬鎳膜進行疏水改性,改性后,金屬鎳膜的表面結(jié)構(gòu)形貌沒有明顯變化,金屬鎳膜與水的接觸角可達到124°,氣體滲透通量有所降低,純水滲透通量明顯降低。改性后的金屬鎳膜應(yīng)用于真空膜蒸餾試驗中有較好的脫鹽性能但滲透通量較低,在料液溫度為80℃、Na Cl濃度為3.5 wt%,膜的內(nèi)側(cè)用抽真空至5×103 Pa的條件下,疏水性金屬鎳膜的滲透通量為2.57 L/m2·h,截鹽率可達99.80%。
【關(guān)鍵詞】：無機膜 疏水改性 真空膜蒸餾 脫鹽
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ051.893
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-24
• 1.1 引言11
• 1.2 多孔無機膜簡介11-14
• 1.2.1 多孔無機膜發(fā)展概況及其特點11-12
• 1.2.2 多孔無機膜的分類12-13
• 1.2.3 多孔無機膜的制備技術(shù)13-14
• 1.3 疏水性無機膜研究概況14-17
• 1.3.1 疏水性無機膜研究現(xiàn)狀14
• 1.3.2 疏水性無機膜的制備方法14-16
• 1.3.3 疏水性無機膜的應(yīng)用現(xiàn)狀16-17
• 1.4 膜蒸餾技術(shù)概述17-22
• 1.4.1 膜蒸餾原理及其特點17-19
• 1.4.2 膜蒸餾的分類19-21
• 1.4.3 膜蒸溜技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域21-22
• 1.5 本文的研究意義及其主要研究內(nèi)容22-24
• 1.5.1 研究意義22-23
• 1.5.2 研究內(nèi)容23-24
• 第二章 實驗材料及方法24-31
• 2.1 實驗原料24
• 2.2 實驗主要儀器設(shè)備24-25
• 2.3 實驗過程及方法25-26
• 2.3.1 疏水性硅藻土膜的制備25-26
• 2.3.2 疏水性金屬鎳膜的制備26
• 2.4 膜性能表征及分析方法26-29
• 2.4.1 熱重分析26
• 2.4.2 膜表面形貌分析26
• 2.4.3 膜孔隙率測定26-27
• 2.4.4 膜孔徑分布測定27-28
• 2.4.5 膜疏水性能表征28
• 2.4.6 紅外吸收光譜分析28
• 2.4.7 膜滲透性能測試28-29
• 2.5 疏水性無機膜膜蒸餾性能檢測29-31
• 2.5.1 溶液電導(dǎo)率與濃度關(guān)系曲線擬合29-30
• 2.5.2 膜蒸餾過程中膜滲透通量測定30
• 2.5.3 膜蒸餾過程中膜截鹽率測定30-31
• 第三章 疏水性硅藻土膜的制備及其蒸餾脫鹽性能研究31-52
• 3.1 非對稱硅藻土膜的制備31-38
• 3.1.1 涂膜方式的影響31-32
• 3.1.2 涂膜次數(shù)的影響32-34
• 3.1.3 燒結(jié)溫度的影響34-37
• 3.1.4 燒結(jié)時間的影響37-38
• 3.2 硅藻土膜的疏水改性38-44
• 3.2.1 改性液參數(shù)的影響39-41
• 3.2.2 接枝聚合工藝參數(shù)的影響41-44
• 3.3 硅藻土膜改性結(jié)果與膜滲透性能變化44-47
• 3.3.1 改性前后硅藻土膜表面基團分析比較44-45
• 3.3.2 改性前后硅藻土膜表面與水潤濕性對比45
• 3.3.3 改性前后硅藻土膜表面形貌對比45-46
• 3.3.4 改性前后硅藻土膜滲透性能的變化46-47
• 3.4 疏水性硅藻土膜真空膜蒸餾脫鹽試驗47-50
• 3.4.1 料液溫度對硅藻土膜的滲透通量及截鹽率的影響48-49
• 3.4.2 料液濃度對硅藻土膜的滲透通量及截鹽率的影響49
• 3.4.3 運行時間對硅藻土膜的滲透通量及截鹽率的影響49-50
• 3.5 本章小結(jié)50-52
• 第四章 疏水性金屬鎳膜的制備及其蒸餾脫鹽性能研究52-67
• 4.1 金屬鎳膜的制備52-57
• 4.1.1 燒結(jié)溫度對金屬鎳膜制備的影響53-55
• 4.1.2 燒結(jié)時間對金屬鎳膜制備的影響55-57
• 4.2 金屬鎳膜的疏水改性57-58
• 4.3 金屬鎳膜改性結(jié)果與膜滲透性能的變化58-62
• 4.3.1 改性前后金屬鎳膜表面基團分析比較58-59
• 4.3.2 改性前后金屬鎳膜與水潤濕性對比59
• 4.3.3 改性前后金屬鎳膜表面形貌對比59-60
• 4.3.4 改性前后金屬鎳膜滲透性能的變化60-62
• 4.4 疏水性金屬鎳膜真空膜蒸餾脫鹽試驗62-65
• 4.4.1 料液溫度對金屬鎳膜的滲透通量及截鹽率的影響63
• 4.4.2 料液濃度對金屬鎳膜的滲透通量及截鹽率的影響63-64
• 4.4.3 運行時間對金屬鎳膜的滲透通量及截鹽率的影響64-65
• 4.5 本章小結(jié)65-67
• 結(jié)論67-69
• 參考文獻69-79
• 攻讀碩士學位期間取得的研究成果79-80
• 致謝80-81
• 附表81

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