聚醚砜酮/TiO2有机—无机纳米复合材料超滤膜的制备及其性能研究;孟祥丽

论文摘要

目前聚砜（PSF）超滤膜只能处理50℃以下的废水,不能应用于处理90℃左右的高温废水,而杂萘酮基聚醚砜酮超滤膜溶解性差,刚性强,易脆。所以本论文探讨了新材料聚醚砜酮（PAESK）的制备工艺和其超滤膜的制备方法,期望能用于高温废水的处理。聚醚砜酮材料制备,本文选用一系列简单单体双酚A、双酚芴、对位的二氯二苯砜和二氟二苯酮为原料,用二步法合成聚芳醚砜酮（PAESK）材料,考察了合成时间与粘度的关系,带水剂的选择,通入N2的量和聚合反应的关系,双酚A和双酚芴的比例关系对超滤膜的性能的影响,双酚A与双酚芴的比例对热性能、机械性能、以及分子量的影响。实验和研究表明,当合成时间为4 h时,N2流量压力条件为0.016 MPa,双酚芴:双酚A的摩尔比为0.5:3.5时,粘度适中,适合制备性能优异的超滤膜。聚合物特性粘度为0.550.6之间（超滤膜最性能最佳的粘度）,玻璃化转化温度为268.6℃,可溶于N-甲基吡咯烷酮（NMP）、N-乙基乙酰胺（DMAc）、氯仿等有机溶剂。FT-IR、1HNMR、XRD测试证明聚合物结构与设计的一致。PAESK/TiO2超滤膜的制备工艺和性能研究,用液-固相转化法,以低毒、耐酸、耐盐及热稳定性好的聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为添加剂制备PAESK超滤膜,研究了铸膜液组成、添加剂用量、凝胶浴温度、凝胶浴温度对扩散系数的影响、TiO2加入量等因素对膜性能的影响。通过SEM、水接触角、纯水通量、牛血清蛋白截留率、高温条件下性能测试表明超滤膜能够用于高温水的处理并有较好的亲水性和机械性能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景及意义
• 1.1.1 课题研究的背景
• 1.1.2 课题的研究目的及意义
• 1.2 超滤膜分离技术及发展
• 1.3 聚醚砜酮材料的研究现状及前景分析
• 1.3.1 聚醚砜酮类材料研究现状分析
• 1.3.2 聚醚砜酮材料的改性研究进展
• 1.3.3 聚醚砜酮材料的应用前景分析
• 1.4 纳米二氧化钛有机-无机杂化材料在水处理方面的研究现状
• 1.5 课题研究的主要内容
• 第2章 实验材料和实验方法
• 2.1 实验仪器及试剂
• 2.1.1 实验试剂
• 2.1.2 实验仪器和设备
• 2.2 实验方法及表征
• 2.2.1 PAESK 共聚物的合成
• 2.2.2 超滤膜的制备工艺
• 2.2.3 共聚物的表征
• 2.2.4 超滤膜的性能研究
• 第3章 PAESK 共聚物的制备及表征
• 3.1 聚醚砜酮反应条件的优化
• 3.1.1 带水剂的选择
• 3.1.2 聚合反应时间和粘度的关系
• 2 的压力和粘度的关系'>3.1.3 反应中N₂的压力和粘度的关系
• 3.2 聚醚砜酮共聚物的结构表征
• 3.2.1 材料的分子量及分子量分布
• 3.2.2 红外光谱分析
• 3.2.3 核磁分析（1H-NMR）
• 3.2.4 X 射线衍射分析
• 3.2.5 热重分析
• 3.2.6 材料的溶解性
• 3.3 本章小结
• 2 有机-无机超滤膜的制备及性能'>第4章 PAESK/Ti0₂有机-无机超滤膜的制备及性能
• 4.1 超滤膜的制备工艺及性能优化
• 4.1.1 聚合物的含量对纯水通量和截留率的影响
• 4.1.2 聚乙烯吡咯烷酮（PVP）用量对纯水通量和截留率的影响
• 4.1.3 挥发时间对超滤膜的纯水通量和蛋白截留率的影响
• 4.1.4 凝胶浴温度对超滤膜的纯水通量和蛋白截留率的影响
• 4.1.5 凝胶浴温度对超滤膜的表观扩散系数的影响
• 4.2 不同结构超滤膜的性能研究
• 4.2.1 不同配比的PAESK 超滤膜的性能研究
• 2 复合超滤膜的性能研究'>4.2.2 PAESK/Ti0₂复合超滤膜的性能研究
• 4.2.3 膜处理高温凝结水
• 4.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢