醋酸纤维素/聚丙烯腈复合超滤膜的制备

论文摘要

本文以醋酸纤维素（CA）及聚丙烯腈（PAN）为膜材料,以纳米三氧化二铝（Al2O3）为添加剂,通过浸入-沉淀相转化法制备了有机-无机超滤膜,从铸膜液组成及成膜条件两个方面考察成膜规律,并对膜进行了酸、碱水解改性实验。在铸膜液组成方面,考察了纳米Al2O3的含量对铸膜液粘度、膜接触角、机械性能、水通量及截留率的影响。成膜条件方面主要考察了凝固浴温度及凝固浴中表面活性剂的浓度。水解改性实验主要考察了不同浓度的NaOH的乙醇溶液以及不同浓度HCl溶液对膜性能的影响。实验结果表明,纳米Al2O3的加入使铸膜液的粘度大大增加,更易成膜;随着纳米粒子含量的增加,膜与水的接触角降低,亲水性增强;膜的断裂强度及断裂伸长率增大,膜的机械性能得到改善。膜表层孔径及空隙率先增大后减小,水通量增大,截留率减小。在一定温度下,膜表面孔径及孔隙率随凝固浴温度的增加而变大,水通量增大,截留率降低。凝固浴中加入表面活性剂,膜的水通量及截留率得到改善。采用NaOH的乙醇溶液对膜进行水解改性时,机械性能大大降低,效果不理想;不同浓度HCl溶液对膜改性,膜水通量降低,截留率提高,耐污染性得到很大改善。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 膜分离概述
• 1.1.1 膜分离技术的特点
• 1.1.2 膜分离技术的发展
• 1.1.3 超滤膜的分离原理和应用
• 1.1.4 超滤技术在发展和应用中存在的问题
• 1.2 膜的制备方法
• 1.2.1 膜的分类
• 1.2.2 超滤膜的制备方法
• 1.3 相转化法的分相机理及影响因素
• 1.3.1 相转化法成膜机理
• 1.3.2 相转化法的影响因素
• 1.4 CA与PAN类超滤膜的国内外研究状况
• 1.5 本论文研究内容
• 第二章 实验部分
• 2.1 实验试剂及设备
• 2.1.1 实验试剂
• 2.1.2 实验设备
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 平板膜的制备
• 2.2.2 铸膜液表观粘度的测定
• 2.2.3 接触角的测定
• 2.2.4 水通量的测定
• 2.2.5 截留率的的测定
• 2.2.6 膜的耐污染性能测试
• 2.2.7 膜结构的测定
• 2.2.8 孔隙率的测定
• 2.2.9 膜机械性能的测定
• 2O₃含量对超滤膜结构及性能的影响'>第三章 纳米Al₂O₃含量对超滤膜结构及性能的影响
• 3.1 引言
• 3.2 红外谱图分析
• 3.3 透射电镜分析
• 2O₃对铸膜液粘度的影响'>3.4 纳米Al₂O₃对铸膜液粘度的影响
• 2O₃对膜表面形貌的影响'>3.5 纳米Al₂O₃对膜表面形貌的影响
• 2O₃对膜亲水性的影响'>3.6 纳米Al₂O₃对膜亲水性的影响
• 2O₃对膜机械性能的影响'>3.7 纳米Al₂O₃对膜机械性能的影响
• 2O₃对膜水通量及截留率的影响'>3.8 纳米Al₂O₃对膜水通量及截留率的影响
• 3.9 抗污染性分析
• 3.10 结论
• 第四章 凝固浴温度及组成对超滤膜性能的影响
• 4.1 前言
• 4.2 凝固浴温度的影响
• 4.2.1 凝固浴温度对膜性能的影响
• 4.2.2 凝固浴温度对膜结构的调控规律
• 4.3 凝固浴组成对超滤膜性能的影响
• 4.3.1 表面活性剂对铸膜液扩散过程的影响机理
• 4.3.2 表面活性剂对超滤膜性能的影响
• 4.4 结论
• 第五章 酸、碱溶液对超滤膜进行水解改性研究
• 5.1 碱溶液对超滤膜进行改性
• 5.1.1 碱溶液改性对膜机械性能的影响
• 5.1.2 碱溶液改性对水通量及截留率的影响
• 5.2 酸溶液对超滤膜改性
• 5.2.1 酸溶液改性对超滤膜性能的影响
• 5.2.2 酸溶液改性对膜耐污染性的影响
• 5.3 结论
• 第六章 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间的研究成果
• 致谢