抗污染薄层复合聚酰胺膜的构建与性能研究

发布时间：2022-11-11 20:00

　　薄层复合（TFC）聚酰胺（PA）膜由多孔支撑层和致密活性层组成,被广泛用于纳滤（NF）、反渗透（RO）及正渗透（FO）等膜分离过程。然而,在实际使用过程中,常遇到的膜污染现象造成了膜分离效率降低、使用寿命缩短、操作成本增加等问题,严重制约了TFC PA膜的进一步推广和应用。为解决此问题,本文分析归纳了TFC PA膜污染形成的原因及特点,分别对多孔支撑层和致密活性层进行表面抗污染改性,实现了在不牺牲膜的渗透选择性的前提下提高TFC膜表面抗污染能力。本论文关键研究内容及结果如下:（1）具有两性离子表面的TFC NF膜的制备及其抗污染性能研究通过层层界面聚合,在传统TFC NF膜表面接枝亲水性支化聚合物聚乙烯亚胺（PEI）,之后使用3-溴丙酸（3-BPA）进行季胺化修饰,制得表面具有两性离子结构的TFC NF膜（NF-ZPEI）。随后系统研究了PEI接枝和两性离子修饰对膜表面形貌、表面性质的影响,并在错流纳滤膜过程中评价了膜的通量、盐截留率和抗污染能力。研究结果表明:PEI接枝未增加PA层厚度,且疏松的PEI支链结构未增加膜的传质阻力;季胺化后形成的两性离子对水分子的亲和能力强,与未改性膜相... 

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 膜分离技术简介
    1.2 薄层复合聚酰胺膜概述
    1.3 薄层复合聚酰胺膜的污染现象
        1.3.1 膜污染的形成及危害
        1.3.2 膜表面性质对膜污染的影响
        1.3.3 TFC PA膜污染的发生位置
    1.4 抗污染薄层复合膜研究进展
        1.4.1 活性层抗污染改性
        1.4.2 支撑层抗污染改性
    1.5 本文研究思路及研究内容
第二章 具有两性离子表面的TFC NF膜的制备及其抗污染性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 原料与试剂
        2.2.2 实验仪器
    2.3 两性离子表面修饰TFC NF膜的制备与表征
        2.3.1 两性离子TFC NF膜的制备
        2.3.2 两性离子TFC NF膜的表征
    2.4 膜分离性能与抗污染性能评价
        2.4.1 膜分离性能评价
        2.4.2 动态抗污染性能评价
    2.5 结果与讨论
        2.5.1 两性离子TFC NF膜化学结构分析
        2.5.2 两性离子TFC NF膜表面形貌
        2.5.3 两性离子TFC NF膜表面性质分析
        2.5.4 两性离子TFC NF膜纳滤性能测试
        2.5.5 两性离子TFC NF膜抗污染性能评价
    2.6 小结
第三章 具有三明治碳纳米管复合支撑层的TFC FO膜的制备及其抗污染性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 原料与试剂
        3.2.2 实验仪器
    3.3 具有CNT-PES-CNT复合支撑层的TFC FO膜的制备与表征
        3.3.1 具有CNT-PES-CNT复合支撑层的TFC FO膜的制备
        3.3.2 双皮层支撑层正渗透膜的表征
    3.4 分离性能与抗污染性能评价
        3.4.1 分离性能评价
        3.4.2 抗污染性能评价
    3.5 结果与讨论
        3.5.1 CNT-PES支撑层表面形貌与表面性质
        3.5.2 CNT-PES-CNT支撑层的表面形貌与表面性质
        3.5.3 CNT-PES-CNT支撑层对PA层的影响
        3.5.4 具有CNT-PES-CNT复合支撑层的TFC FO膜分离性能测试
        3.5.5 具有CNT-PES-CNT复合支撑层的TFC FO膜抗污染性能评价
    3.6 小结
第四章 总结与展望
    4.1 总结
    4.2 展望
参考文献
发表论文和参加科研情况
    论文发表情况
    参加科研项目
致谢



本文编号：3705652