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纳米TiO2改性PVDF微滤膜的制备及性能研究

2020-12-11阅读(943)

纳米TiO2改性PVDF微滤膜的制备及性能研究

论文摘要

聚偏氟乙烯（PVDF）膜材料具有良好的物理性能及化学稳定性,是深度水处理技术中常用的膜组件。但由于PVDF膜表面疏水性较强,导致膜抗污染能力下降。在PVDF微孔膜的表面及孔内部负载纳米TiO2不仅能够改变PVDF膜的表面形貌、提高其亲水性、获得良好的膜性能,同时还能够充分利用纳米粒子的纳米效应,有效调节PVDF膜的极性及表面电性,增强其对于特殊金属离子的吸附性能,扩展其在深度水处理中的应用。本论文分别采用表面涂覆法和共混掺杂法制备了纳米TiO2/PVDF复合微滤膜,应用XRD、TG-DTA, SEM, FT-IR和金相显微镜等检测手段对制得的纳米TiO2/PVDF复合微滤膜进行了表征,并对其进行了膜表面性能、膜透过性能、膜抗污染性能以及膜对Cu（II）吸附性能的研究。应用水热法、浸渍法及液相沉积法对成品PVDF膜进行TiO2的负载。不同方法制备的复合膜表面形貌、负载率、膜性能、膜Cu（II）吸附性能不同。其中水热法加入SDS改性膜的TiO2负载量率达到18.35%,SEM结果表明,大量TiO2颗粒进入膜孔径之中；使用浸渍法加入CTAB改性膜的膜性能及Cu（II）吸附性能比较优异。采用共混掺杂法制备了纳米TiO2/PVDF复合微滤膜。将锐钛矿纳米TiO2颗粒及无机、有机添加剂掺杂于铸膜液中。考察了不同铸膜液条件对于膜形貌及性能的影响。其中当使用DMF为溶剂,LiCl为2wt%, PEG600为2wt%,PVDF浓度为20wt%, TiO2为8wt%时,杂化膜孔径大小均匀,TiO2颗粒负载于膜的骨架中,且具有优良的膜性能；当TiO2为10wt%时,具有良好的Cu（Ⅱ）吸附性能。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 目录
  • 第1章 绪论
  • 1.1 深度水处理工艺概述
  • 1.1.1 臭氧生物活性炭深度水处理技术
  • 1.1.2 膜分离技术
  • 1.2 微滤膜的研究进展
  • 1.2.1微滤膜的分离原理
  • 1.2.2 微滤膜的分类和应用
  • 1.3 PVDF微滤膜的研究进展
  • 1.3.1 PVDF膜的性质
  • 1.3.2 PVDF膜的制备方法
  • 1.3.3 PVDF膜的改性研究
  • 1.4 本论文研究的意义和内容
  • 2/PVDF复合微滤膜的结构及性能'>第2章 表面涂覆法制备纳米TiO2/PVDF复合微滤膜的结构及性能
  • 2.1 实验试剂与仪器
  • 2.2 实验方法
  • 2/PVDF复合微滤膜的制备'>2.2.1 表面涂覆法纳米TiO2/PVDF复合微滤膜的制备
  • 2/PVDF复合微滤膜结构的表征'>2.2.2 表面涂覆法制备纳米TiO2/PVDF复合微滤膜结构的表征
  • 2/PVDF复合微滤膜膜性能的测定'>2.2.3 表面涂覆法制备纳米TiO2/PVDF复合微滤膜膜性能的测定
  • 2/PVDF复合微滤膜对Cu（Ⅱ）吸附性能的测定'>2.2.4 纳米TiO2/PVDF复合微滤膜对Cu（Ⅱ）吸附性能的测定
  • 2.3 结果与讨论
  • 2/PVDF复合微滤膜的晶体结构'>2.3.1 表面涂覆法制备纳米TiO2/PVDF复合微滤膜的晶体结构
  • 2/PVDF复合微滤膜的表面形貌'>2.3.2 表面涂覆法制备纳米TiO2/PVDF复合微滤膜的表面形貌
  • 2/PVDF复合微滤膜中Ti02负载率'>2.3.3 表面涂覆法制备纳米TiO2/PVDF复合微滤膜中Ti02负载率
  • 2/PVDF复合微滤膜的膜性能'>2.3.4 表面涂覆法制备纳米TiO2/PVDF复合微滤膜的膜性能
  • 2/PVDF复合微滤膜对Cu（Ⅱ）的吸附'>2.3.5 纳米TiO2/PVDF复合微滤膜对Cu（Ⅱ）的吸附
  • 2.4 小结
  • 2/PVDF复合微滤膜的结构及性能'>第3章 共混掺杂法制备纳米TiO2/PVDF复合微滤膜的结构及性能
  • 3.1 实验试剂与仪器
  • 3.2 实验方法
  • 2/PVDF复合微滤膜的制备'>3.2.1 共混掺杂法纳米TiO2/PVDF复合微滤膜的制备
  • 2/PVDF复合微滤膜结构的表征'>3.2.2 共混掺杂法制备纳米TiO2/PVDF复合微滤膜结构的表征
  • 2/PVDF复合微滤膜膜性能的测定'>3.2.3 共混掺杂法制备纳米TiO2/PVDF复合微滤膜膜性能的测定
  • 2/PVDF复合微滤膜对Cu（Ⅱ）吸附性能的测定'>3.2.4 纳米TiO2/PVDF复合微滤膜对Cu（Ⅱ）吸附性能的测定
  • 3.3 结果与讨论
  • 3.3.1 溶致相转换制备PVDF膜的结构
  • 2/PVDF复合微滤膜的结构'>3.3.2 共混杂化法制备纳米TiO2/PVDF复合微滤膜的结构
  • 2/PVDF复合微滤膜的膜性能'>3.3.3 共混掺杂法制备纳米TiO2/PVDF复合微滤膜的膜性能
  • 2/PVDF复合微滤膜对Cu（Ⅱ）的吸附'>3.3.4 纳米TiO2/PVDF复合微滤膜对Cu（Ⅱ）的吸附
  • 3.4 小结
  • 第4章 结论
  • 参考文献
  • 致谢

    • 相关论文文献

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