本文主要研究内容
作者杨晨阳（2019）在《基于亲水改性ZIF-8的高通量纳米复合膜制备及其性能研究》一文中研究指出：纳滤(NF)是压力驱动的选择性膜过程,能够实现小分子有机物和多价无机离子的有效截留,从而达到分离纯化的目的,在产品浓缩、污废水再生回用等领域具有广泛的应用前景。渗透性和选择性是评价NF膜的重要指标,如何突破两者间的“trade-off”效应,是学者们一直关注的热点问题。在传统的复合薄膜(TFC)的聚酰胺(PA)层中加入纳米颗粒制得纳米复合薄膜(TFN)是改善NF膜渗透性和选择性的有效手段。然而纳米颗粒与PA层的兼容性和分散性直接决定TFN膜的性质。本研究以金属有机框架(MOFs)中的ZIF-8为纳米材料由界面聚合(IP)法制备TFN NF膜。ZIF-8中的有机配体能够显著改善其与PA层间的兼容性,在此基础上采用聚多巴胺(PDA)和聚苯乙烯磺酸钠(PSS)对ZIF-8修饰进一步改善其分散性。论文通过对TFN膜形貌、亲水性、荷电性的分析考察PDA、PSS改性ZIF-8(PDA-ZIF-8、PSS-ZIF-8)纳米颗粒对PA层微结构和性能的影响,探讨其对TFN膜渗透性和选择性的影响机制。ZIF-8纳米颗粒的引入能够增加水分子的传输通道,使TFN膜对盐(NaCl、Na2SO4)、染料(酸性品红、罗丹明B)保持良好的分离渗透性能。当ZIF-8投加量为0.01 wt%(相对于水相溶液总质量的质量比)时,制得的TFN膜纯水通量为24.5 LMH,对Na2SO4的截留率由83%提高至90%,对酸性品红、罗丹明B(100 ppm)的截留率接近98%。与ZIF-8相比,PDA-ZIF-8纳米颗粒的亲水性显著增强,纳米颗粒尺寸减小,其在水中的分散性显著提高。基于PDA亲水改性ZIF-8制得的PDA-TFN膜,水接触角降至50°,膜亲水性提高,与TFN膜相比纯水通量提高40%。亲水性的PDA-ZIF-8纳米颗粒有效调节了界面反应,使更多的TMC参与其中,这使得PDA-TFN膜表面羧基密度由TFN膜的8.9 nm-2增加至10.6 nm-2,膜面负电势增强,强化了对荷负电的污染物的静电排斥作用。另外,PDA-ZIF-8中PDA含有的氨基可与TMC发生交联,这能有效避免分离层形成过程中纳米颗粒与PA间异质缺陷的产生,从而保证了NF膜的分离性能。在0.6 MPa的实验条件下,PDA-TFN膜对Na2SO4的截留率为86%,对酸性品红、罗丹明B的截留率分别为97.9%、98.4%,与TFN膜相当。PSS不仅可以使PSS-ZIF-8纳米颗粒在水溶液中均匀分散,且其表面阴离子磺酸基团使纳米颗粒荷负电性增强。基于PSS亲水改性ZIF-8制得的PSS-TFN膜,表面Zeta电位呈更强的负电势,与TFN膜相比,其对Na2SO4的截留率由90%提高至94.5%,对酸性品红、罗丹明B的截留率接近100%。
Abstract
na lv (NF)shi ya li qu dong de shua ze xing mo guo cheng ,neng gou shi xian xiao fen zi you ji wu he duo jia mo ji li zi de you xiao jie liu ,cong er da dao fen li chun hua de mu de ,zai chan pin nong su 、wu fei shui zai sheng hui yong deng ling yu ju you an fan de ying yong qian jing 。shen tou xing he shua ze xing shi ping jia NFmo de chong yao zhi biao ,ru he tu po liang zhe jian de “trade-off”xiao ying ,shi xue zhe men yi zhi guan zhu de re dian wen ti 。zai chuan tong de fu ge bao mo (TFC)de ju xian an (PA)ceng zhong jia ru na mi ke li zhi de na mi fu ge bao mo (TFN)shi gai shan NFmo shen tou xing he shua ze xing de you xiao shou duan 。ran er na mi ke li yu PAceng de jian rong xing he fen san xing zhi jie jue ding TFNmo de xing zhi 。ben yan jiu yi jin shu you ji kuang jia (MOFs)zhong de ZIF-8wei na mi cai liao you jie mian ju ge (IP)fa zhi bei TFN NFmo 。ZIF-8zhong de you ji pei ti neng gou xian zhe gai shan ji yu PAceng jian de jian rong xing ,zai ci ji chu shang cai yong ju duo ba an (PDA)he ju ben yi xi huang suan na (PSS)dui ZIF-8xiu shi jin yi bu gai shan ji fen san xing 。lun wen tong guo dui TFNmo xing mao 、qin shui xing 、he dian xing de fen xi kao cha PDA、PSSgai xing ZIF-8(PDA-ZIF-8、PSS-ZIF-8)na mi ke li dui PAceng wei jie gou he xing neng de ying xiang ,tan tao ji dui TFNmo shen tou xing he shua ze xing de ying xiang ji zhi 。ZIF-8na mi ke li de yin ru neng gou zeng jia shui fen zi de chuan shu tong dao ,shi TFNmo dui yan (NaCl、Na2SO4)、ran liao (suan xing pin gong 、luo dan ming B)bao chi liang hao de fen li shen tou xing neng 。dang ZIF-8tou jia liang wei 0.01 wt%(xiang dui yu shui xiang rong ye zong zhi liang de zhi liang bi )shi ,zhi de de TFNmo chun shui tong liang wei 24.5 LMH,dui Na2SO4de jie liu lv you 83%di gao zhi 90%,dui suan xing pin gong 、luo dan ming B(100 ppm)de jie liu lv jie jin 98%。yu ZIF-8xiang bi ,PDA-ZIF-8na mi ke li de qin shui xing xian zhe zeng jiang ,na mi ke li che cun jian xiao ,ji zai shui zhong de fen san xing xian zhe di gao 。ji yu PDAqin shui gai xing ZIF-8zhi de de PDA-TFNmo ,shui jie chu jiao jiang zhi 50°,mo qin shui xing di gao ,yu TFNmo xiang bi chun shui tong liang di gao 40%。qin shui xing de PDA-ZIF-8na mi ke li you xiao diao jie le jie mian fan ying ,shi geng duo de TMCcan yu ji zhong ,zhe shi de PDA-TFNmo biao mian suo ji mi du you TFNmo de 8.9 nm-2zeng jia zhi 10.6 nm-2,mo mian fu dian shi zeng jiang ,jiang hua le dui he fu dian de wu ran wu de jing dian pai chi zuo yong 。ling wai ,PDA-ZIF-8zhong PDAhan you de an ji ke yu TMCfa sheng jiao lian ,zhe neng you xiao bi mian fen li ceng xing cheng guo cheng zhong na mi ke li yu PAjian yi zhi que xian de chan sheng ,cong er bao zheng le NFmo de fen li xing neng 。zai 0.6 MPade shi yan tiao jian xia ,PDA-TFNmo dui Na2SO4de jie liu lv wei 86%,dui suan xing pin gong 、luo dan ming Bde jie liu lv fen bie wei 97.9%、98.4%,yu TFNmo xiang dang 。PSSbu jin ke yi shi PSS-ZIF-8na mi ke li zai shui rong ye zhong jun yun fen san ,ju ji biao mian yin li zi huang suan ji tuan shi na mi ke li he fu dian xing zeng jiang 。ji yu PSSqin shui gai xing ZIF-8zhi de de PSS-TFNmo ,biao mian Zetadian wei cheng geng jiang de fu dian shi ,yu TFNmo xiang bi ,ji dui Na2SO4de jie liu lv you 90%di gao zhi 94.5%,dui suan xing pin gong 、luo dan ming Bde jie liu lv jie jin 100%。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自天津工业大学的杨晨阳，发表于刊物天津工业大学2019-07-05论文，是一篇关于聚多巴胺论文,聚苯乙烯磺酸钠论文,纳滤膜论文,天津工业大学2019-07-05论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自天津工业大学2019-07-05论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
标签：聚多巴胺论文; 聚苯乙烯磺酸钠论文; 纳滤膜论文; 天津工业大学2019-07-05论文;