氧化g-C 3 N 4 和氮掺杂氧化石墨烯量子点改性聚酰胺反渗透膜的制备及其耐氯性能研究
发布时间：2023-12-02 08:25
随着人类社会的不断发展,越来越多的国家都开始面临淡水资源匮乏这一问题。考虑到地球上绝大多数的水资源是不能饮直接使用的苦咸水和海水,海水淡化就成为了解决这一问题的主要的方法。大约半个世纪以前,当Sidney Leob和Srinivasa Sourirajan发明了反渗透膜时,淡水革命就拉开了序幕。时至今日,凭借着低能耗和高能效,反渗透(RO)技术已经成为了在全球范围应用最为广泛的海水淡化技术,但是由于实际运行环境以及处理工艺中活性氯的存在会破坏膜结构并导致膜性能的下降,因此耐氯性差是影响反渗透膜发展的关键因素之一。当前,改善反渗透膜的耐氯性并设法提高其分离性能是海水淡化领域研究的热门问题。本文使用了不同的纳米材料以及不同的方法对聚酰胺反渗透膜进行了改性。利用了这些材料具有的类似氧化石墨烯(GO)的结构以及本身的特性。使用氧化g-C3N4(CNO)和氮掺杂氧化石墨烯量子点(N-GOQD)对商业膜进行化学接枝改性,使用N-GOQD和N-GOQDT对PA膜进行掺杂改性,结果证明,以上改性材料和方法对于膜的耐氯性都起到了明显的改善作用。具体的工作如下:...
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 反渗透膜的发展概况及基本原理
1.1.1 国内外反渗透膜的发展概况
1.1.2 反渗透的分离原理
1.2 反渗透膜的分类及制备
1.2.1 非对称反渗透膜的发展
1.2.2 复合反渗透膜的发展
1.2.3 复合反渗透膜的制备及优化
1.3 反渗透膜的应用与问题
1.3.1 反渗透膜的应用
1.3.2 反渗透膜的问题
1.4 反渗透膜的氯化降解机理
1.4.1 可逆性酰胺N-Cl取代
1.4.2 不可逆的Orton重排
1.4.3 芳香环的直接氯化
1.5 反渗透膜的改性方法
1.5.1 表面涂覆
1.5.2 本体掺杂
1.5.3 接枝
1.5.4 其他改性方法
1.6 本课题的目的和意义
第2章 氧化g-C3N4化学表面接枝改性聚酰胺反渗透膜的制备及其耐氯性能研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验仪器与试剂
2.2.2 氧化g-C3N4的制备
2.2.3聚酰胺反渗透膜接枝氧化g-C3N4
2.2.4 聚酰胺反渗透膜分离性能测试
2.2.5 聚酰胺反渗透膜耐氯性能测试
2.2.6 样品的形貌与结构表征
2.2.6.1 光谱分析
2.2.6.2 PA膜的表面形态
2.3 结果与讨论
2.3.1 氧化g-C3N4的形态结构与红外的表征
2.3.2 改性聚酰胺反渗透膜的表面形貌
2.3.3 改性聚酰胺反渗透膜的分离性能
2.3.4 改性聚酰胺反渗透膜的耐氯性能
2.3.5 耐氯前后聚酰胺反渗透膜结构的变化
2.3.6 不同接枝封端的聚酰胺反渗透膜性能
2.4 本章小结
第3章 氮掺杂氧化石墨烯量子点化学表面接枝改性聚酰胺反渗透膜的制备及其耐氯性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验仪器与试剂
3.2.2 氮掺杂氧化石墨烯的制备
3.2.3 氮掺杂氧化石墨烯接枝反渗透膜的制备
3.2.4 聚酰胺反渗透膜表面的表征
3.2.5 聚酰胺反渗透膜分离性能的测试
3.2.6 改性聚酰胺反渗透膜耐氯性能测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 氮掺杂氧化石墨烯的表征
3.3.2 氮掺杂氧化石墨烯接枝在反渗透膜表面的表征
3.3.3 对接枝改性膜分离性能和耐氯性能的调控
3.3.4 聚酰胺反渗透膜的耐氯性能
3.4 本章小结
第4章 氧化石墨烯量子点本体掺杂改性聚酰胺反渗透膜的制备及其耐氯性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验仪器与试剂
4.2.2 氮掺杂氧化石墨烯量子点的制备
4.2.3 单宁酸包覆氮掺杂氧化石墨烯量子点的制备
4.2.4 聚酰胺反渗透膜的制备
4.2.5 聚酰胺反渗透膜分离性能测试
4.2.6 聚酰胺反渗透膜耐氯性能测试
4.2.7 掺杂聚酰胺反渗透膜的表征
4.3 结果与讨论
4.3.1 氮掺杂氧化石墨烯量子点形貌与结构的表征
4.3.2 单宁酸包覆的氮掺杂氧化石墨烯形貌与结构的表征
4.3.3 聚酰胺反渗透膜的形貌和结构
4.3.4 聚酰胺反渗透膜的分离性能
4.3.5 改性聚酰胺反渗透膜的耐氯性能
4.3.6 耐氯后聚酰胺反渗透膜表面形态的改变
4.4 本章小结
全文总结
参考文献
致谢
攻读硕士期间取得的相关科研成果
本文编号：3869283
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 反渗透膜的发展概况及基本原理
1.1.1 国内外反渗透膜的发展概况
1.1.2 反渗透的分离原理
1.2 反渗透膜的分类及制备
1.2.1 非对称反渗透膜的发展
1.2.2 复合反渗透膜的发展
1.2.3 复合反渗透膜的制备及优化
1.3 反渗透膜的应用与问题
1.3.1 反渗透膜的应用
1.3.2 反渗透膜的问题
1.4 反渗透膜的氯化降解机理
1.4.1 可逆性酰胺N-Cl取代
1.4.2 不可逆的Orton重排
1.4.3 芳香环的直接氯化
1.5 反渗透膜的改性方法
1.5.1 表面涂覆
1.5.2 本体掺杂
1.5.3 接枝
1.5.4 其他改性方法
1.6 本课题的目的和意义
第2章 氧化g-C3N4化学表面接枝改性聚酰胺反渗透膜的制备及其耐氯性能研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验仪器与试剂
2.2.2 氧化g-C3N4的制备
2.2.3聚酰胺反渗透膜接枝氧化g-C3N4
2.2.5 聚酰胺反渗透膜耐氯性能测试
2.2.6 样品的形貌与结构表征
2.2.6.1 光谱分析
2.2.6.2 PA膜的表面形态
2.3 结果与讨论
2.3.1 氧化g-C3N4的形态结构与红外的表征
2.3.2 改性聚酰胺反渗透膜的表面形貌
2.3.3 改性聚酰胺反渗透膜的分离性能
2.3.4 改性聚酰胺反渗透膜的耐氯性能
2.3.5 耐氯前后聚酰胺反渗透膜结构的变化
2.3.6 不同接枝封端的聚酰胺反渗透膜性能
2.4 本章小结
第3章 氮掺杂氧化石墨烯量子点化学表面接枝改性聚酰胺反渗透膜的制备及其耐氯性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验仪器与试剂
3.2.2 氮掺杂氧化石墨烯的制备
3.2.3 氮掺杂氧化石墨烯接枝反渗透膜的制备
3.2.4 聚酰胺反渗透膜表面的表征
3.2.5 聚酰胺反渗透膜分离性能的测试
3.2.6 改性聚酰胺反渗透膜耐氯性能测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 氮掺杂氧化石墨烯的表征
3.3.2 氮掺杂氧化石墨烯接枝在反渗透膜表面的表征
3.3.3 对接枝改性膜分离性能和耐氯性能的调控
3.3.4 聚酰胺反渗透膜的耐氯性能
3.4 本章小结
第4章 氧化石墨烯量子点本体掺杂改性聚酰胺反渗透膜的制备及其耐氯性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验仪器与试剂
4.2.2 氮掺杂氧化石墨烯量子点的制备
4.2.3 单宁酸包覆氮掺杂氧化石墨烯量子点的制备
4.2.4 聚酰胺反渗透膜的制备
4.2.5 聚酰胺反渗透膜分离性能测试
4.2.6 聚酰胺反渗透膜耐氯性能测试
4.2.7 掺杂聚酰胺反渗透膜的表征
4.3 结果与讨论
4.3.1 氮掺杂氧化石墨烯量子点形貌与结构的表征
4.3.2 单宁酸包覆的氮掺杂氧化石墨烯形貌与结构的表征
4.3.3 聚酰胺反渗透膜的形貌和结构
4.3.4 聚酰胺反渗透膜的分离性能
4.3.5 改性聚酰胺反渗透膜的耐氯性能
4.3.6 耐氯后聚酰胺反渗透膜表面形态的改变
4.4 本章小结
全文总结
参考文献
致谢
攻读硕士期间取得的相关科研成果
本文编号：3869283
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