一、无机纳滤膜的研究进展(论文文献综述)
程汇涛[1](2021)在《聚酰胺掺杂氧化石墨烯复合纳滤膜的制备及性能研究》文中认为纳滤膜(NF)是一种能对纳米级物质进行截留的膜分离技术,过滤性能处于超滤膜与反渗透膜两者之间。纳滤膜技术能应用于海水淡化预处理、饮用水处理和染料脱除等领域。本文通过改良的Hummers法合成氧化石墨烯(GO)。在亲水聚醚砜(PES)膜上,通过单体间苯二胺(MPD)或聚乙烯亚胺(PEI)和1,3,5-苯三甲酰氯(TMC)界面聚合反应,GO作为掺杂纳米材料,得到掺杂GO的复合纳滤膜。研究了制备工艺条件对纳滤膜性能的影响,表征了复合纳滤膜的化学组成、表面微观形貌和表面荷电情况,研究了MPD-TMC掺杂GO复合纳滤膜与PEI-TMC掺杂GO复合纳滤膜的截留分子量,纯水的渗透通量,截留性能,抗污染性能。结论如下:(1)MPD-TMC掺杂GO复合纳滤膜:随着MPD浓度的递增,截留率递增,最后趋于平稳,通量和接触角递减;随GO浓度的递增,截留率和通量先升再降,接触角先降再升;随TMC浓度的递增,截留率先升再降,通量和接触角先降再升;随反应时间的递增,截留率递增,最后趋于平稳,通量递减,接触角呈先降再升;随热处理的温度和时间的递增,截留率先升再降,通量递减,接触角先降再升。通过ATR-FTIR分析证明了纳滤膜表面存在酰胺基团和羟基;通过SEM对膜表面形貌分析,GO-TFC纳滤膜表面拥有叶片结构和紧密的链结构;当p H>4.2时,GO-TFC纳滤膜表面带负电。MPD-TMC掺杂GO复合纳滤膜最优制备条件:MPD浓度为1.5 wt%,GO浓度为0.1wt%,TMC浓度为0.3 wt%,反应时间为60s,热处理温度为70oC,热处理时间为10min。在25oC、操作压力0.4MPa和p H=7.0下,MPD-TMC掺杂GO复合纳滤膜Mg SO4溶液的渗透通量为7.9 L·m-2·h-1,水接触角为18.2°,纯水渗透系数为1.49L·m-2·h-1·bar-1,截留分子质量为521Da,四种盐的截留率按照Mg SO4>Na2SO4>Na Cl>Mg Cl2的顺序递减,对BSA和HA抗污染的通量恢复率分别为93.3%、93.5%。(2)PEI-TMC掺杂GO复合纳滤膜:随着GO浓度的递增,截留率先升再降,通量递增,接触角先降再升;随反应时间的递增,截留率递增,最后趋于平稳,通量递减,接触角先降再升;随热处理的温度和时间的递增,截留率先降再升,通量递减,接触角先降再升。通过ATR-FTIR分析证明了纳滤膜表面存在酰胺基团和羟基;通过SEM对膜表面形貌分析,GO-TFC纳滤膜表面由于GO上的羧基与PEI反应使GO平铺在膜表面,且GO的浓度越大,膜表面的沟壑结构越明显;当p H<7.5时,GO-TFC纳滤膜表面带正电。PEI-TMC掺杂GO复合纳滤膜最优制备条件:GO浓度为0.1wt%,反应时间为90s,热处理温度为70oC,热处理时间为15min。在25oC、操作压力0.4MPa和p H=7.0下,PEI-TMC掺杂GO复合纳滤膜Mg SO4溶液的渗透通量为12.285L·m-2·h-1,接触角为22.41°,纯水渗透系数为1.90L·m-2·h-1·bar-1,截留分子质量为550Da,四种盐的截留率按照Mg Cl2>Mg SO4>Na2SO4>Na Cl的顺序递减,对BSA和HA的抗污染的通量恢复率分别为94.1%、93.7%。
胡梦洋[2](2021)在《高渗透无机纳米杂化聚醚砜基复合膜结构调控及分子/离子选择性分离机制》文中认为如何有效调控聚合物膜微结构、诠释其构效关系、提升渗透通量一直是高性能分离膜研发拟解决的关键问题。本文采用氧化石墨烯(GO)掺杂调控聚醚砜(PES)/磺化聚砜(SPSf)共混膜结构,提升其渗透性和抗污染性。以PES/SPSf/GO膜为基膜,通过抽滤辅助界面聚合法(VFIP)、聚多巴胺-哌嗪-埃洛石(PDP-HNTs)纳米材料中间层构建制备高性能聚酰胺复合纳滤膜,揭示其成膜机理与分子/离子选择分离机制,为高性能分离膜开发及其在染料废水处理的应用奠定基础。以PES和SPSf为聚合物,N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,非溶剂水为添加剂构建铸膜液体系,采用非溶剂诱导相转化法(NIPS)制备PES/SPSf共混超滤膜。重点考察固含量、PES/SPSf共混比及非溶剂水添加量对共混膜结构和性能的影响规律。结果发现,当固含量为28 wt.%,PES:SPSf=84:16,非溶剂水添加量为7 wt.%时,所制得共混膜横截面为均匀海绵体结构,其纯水渗透率为110.4 L/m2 h bar,对PEG 20 k Da的截留率为96.9%。为诠释NIPS成膜机理,揭示SPSf与H2O协同效应对膜结构和性能调控机制,分别考察了PES/DMAc、PES/H2O/DMAc、PES/SPSf/DMAc和PES/SPSf/H2O/DMAc四种铸膜液体系热力学行为和成膜动力学机理。结果显示,PES/SPSf/H2O/DMAc体系制备的共混膜纯水渗透率(110.4 L/m2 h bar)远大于纯PES膜(0.13 L/m2 h bar)。这是由于SPSf和H2O之间协同效应提高了PES膜的孔径,表面孔隙率和亲水性所致。分子动力学模拟揭示,水的加入削弱了PES与SPSf链段间相互作用,引起链段重排和凝胶化网络体系出现。此外,PES/SPSf膜对伊文思蓝,考马斯亮蓝,刚果红和酸性品红截留率分别为99.0%,99.9%,99.2%和90.1%,而对Na2SO4截留率低于5.0%,表现出优异的染料/盐选择分离性能。基于PES/SPSf/DMAc铸膜液体系,以GO水分散液作为添加剂,重点考察其添加量对混合基质膜结构和性能的影响规律,增强其抗菌和抗污染性。结果表明,当GO含量为0.012 wt.%时,所得PES/SPSf/GO混合基质膜纯水渗透率高达816.9 L/m2 h bar,对牛血清蛋白截留率为99.2%。此外,PES/SPSf/GO混合基质膜的通量恢复率和大肠杆菌抗菌率分别为94.2%和90.0%。利用哌嗪(PIP)和多巴胺(DA)反应生成聚多巴胺-哌嗪(PDP)纳米颗粒,将其沉积在埃洛石(HNTs)纳米管表面制备PDP-HNTs。以PES/SPSf/GO混合基质膜为基膜,采用PDP-HNTs纳米材料构建中间层,借助VFIP法制备高渗透性能复合纳滤膜,其纯水渗透率高达45.3 L/m2 h bar,对Na2SO4截留率为97.1%。
朱学武[3](2020)在《基于界面特性制备高性能纳滤膜及其性能研究》文中研究表明纳滤作为一种介于超滤和反渗透之间的膜分离过程,具有运行压力低、出水水质好和分离过程无相变等特点,在饮用水深度处理、苦咸水净化、工业废水回用和海水淡化方面应用广泛。但是在运行过程中,纳滤膜也存在一些问题,如运行通量较低、易污染和氯稳定性差等。采用高通量纳滤膜可以弥补纳滤膜产水量不足的缺陷,从而降低运行耗能,节约运行成本。增加预处理可以缓解纳滤膜污染和氯稳定性差的问题,但是也增加了处理流程,使运行成本增加。为了保证纳滤系统的持续高效运行,迫切需要开发出具有高通量、抗污染和耐氯性的纳滤膜组件。纳滤膜的性能与其结构组成密切相关,因而可以通过对纳滤膜结构的合理设计实现不同功能化纳滤膜的制备。本文从界面特性角度出发,针对纳滤膜应用中存在的实际问题,通过对聚酰胺分离层性质的调控分别制备了高通量、抗污染和耐氯性纳滤膜。针对纳滤膜通量较低问题,采用聚乙烯醇(PVA)中间层辅助界面聚合策略制备了具有三层复合结构的纳滤膜。使用PVA对聚醚砜(PES)超滤膜进行改性,制备了表面更加亲水、表面孔隙率更高、稳定性更强的基膜(PES-PVA),然后通过界面聚合法在PES-PVA基膜表面形成了聚酰胺膜。亲水和多孔性PES-PVA膜促进了超薄和褶皱形貌结构聚酰胺膜的形成。控制膜和改性膜的聚酰胺分离层厚度分别为97.8 nm和9.6 nm,与控制膜相比,PVA中间层结构的纳滤膜具有更薄、更致密的分离层和更大的过滤面积,因而呈现出优异的分离性能,其水渗透性和Na2SO4截留率分别为31.4 L·m-2·h-1·bar-1和99.4%。中试实验制备的三层结构纳滤膜的分离性能与实验室制备的纳滤膜性能接近,说明PVA中间层结构的纳滤膜具有规模化生产的潜力。针对纳滤膜抗污染性能较差的问题,采用表面改性方法构建了抗污染纳滤膜表面。对比了PVA分别作为表面改性层和中间层制备的纳滤膜的抗污染行为,结果证实了PVA中间层结构的纳滤膜具有比原始纳滤膜更强的抗污能力,而PVA表面改性纳滤膜抗污染能力最好。研究了三价铁/单宁酸(Fe Ⅲ/TA)超分子表面改性对纳滤膜抗污染性能的影响,结果表明Fe Ⅲ/TA增强了纳滤膜的抗污染能力。Fe Ⅲ/TA层的再生实现了污染层的高效去除,进一步提升了纳滤膜的抗污特性,使得改性膜具有可持续抗污染能力。经过3个周期的污染与再生测试,Fe-TFC-3膜的通量恢复率均在96.0%以上,且分离性能与原始膜接近。表面改性策略极大地提高了纳滤膜的抗污染行为,同时也降低了膜的水渗透性。为同步提升纳滤膜的抗污染能力和水渗透性,采用碳酸氢钙原位改性纳滤膜,利用钙离子的羧基屏蔽和碳酸盐诱导的纳米气泡效应实现了兼具抗污染和高通量纳滤膜的制备。在5个周期的抗污染实验中,TFC-Ca4.0膜的通量恢复率均在90%以上。针对纳滤膜耐氯性能差的问题,采用原位接枝策略制构筑了耐氯性纳滤膜表面。将Fe Ⅲ/TA超分子原位接枝到纳滤膜表面,改性层的存在屏蔽了纳滤膜表面的氯化位点,极大的提升了纳滤膜的耐氯性,使得改性膜在不同p H值Na Cl O浸泡后均表现出比控制膜更强的氯稳定性。Fe Ⅲ/TA超分子改性的NF270膜同样表现出增强的氯稳定性,说明这种改性方法可以用于实际过程。将多氨基的三聚氰胺接枝到纳滤膜表面,系统评价了改性膜的耐氯行为,静态氯浸泡实验表明接枝三聚氰胺可明显提升纳滤膜的氯稳定性。以上研究表明,通过对界面特性的设计与调控可以制备出不同功能化的纳滤膜,解决了纳滤膜在实际运行中遇到的低通量、易污染和氯稳定性差等问题。在实际运行过程中,纳滤膜面临的水质比较复杂,因而可以考虑将不同的改性策略相结合以进一步实现多功能纳滤膜的制备。
吴浩伟[4](2020)在《rGO/ZIF-8改性纳滤膜的制备及苦咸水脱盐试验研究》文中指出纳滤(NF)可有效分离水溶液中的小分子有机物及高价离子,且具有操作压力小、能耗低的优点,在水处理领域有广泛的应用前景。对纳滤膜的改性一直是研究重点,而引入添加剂改性则是对纳滤膜改性有效方法,但传统添加剂的引入都会带来渗透性与截留性之间此升彼降的矛盾关系,产生明显的“trade off”效应。因此,本文对纳滤膜制备过程加以改善,寻求新型添加剂,减缓“trade off”效应,旨在获得高性能纳滤膜,以促进纳滤技术在实际应用中的进一步推广。本研究将自制复合纳米材料rGO/ZIF-8通过界面聚合法(IP)引入纳滤膜的功能层中,制得rGO/ZIF-8复合纳米材料薄膜,并探究了rGO/ZIF-8的最佳引入量。在此基础上,对其抗污染、稳定性能与在苦咸水中的应用进行了研究,主要研究成果如下:(1)采用水热合成法合成复合纳米材料rGO/ZIF-8,通过表征得到rGO/ZIF-8具有不同于ZIF-8与rGO的新红外与XRD特征峰、表面形貌与热稳定性。(2)将复合纳米材料rGO/ZIF-8引入纳滤膜功能层中,成功制得一系列的改性纳滤膜,研究了其表面形貌、结构与分盐性能,并进一步研究了rGO/ZIF-8纳米材料的添加量对纳滤膜的影响。结果表明:改性纳滤膜均带负电且表面粗糙度具有明显差异,制得的RZ-NF膜(改性膜)的水通量最高,达到39.2 L/m2h,较origin-NF膜(原始膜)提升接近一倍,对Na2SO4截留率略有下降,从95.8%下降到85.6%;rGO/ZIF-8的最佳引入量为0.005 wt%,此时,改性膜的亲水性最强,表面粗糙度最大,水通量为40.6 L/m2h,对Na2SO4截留率为89.3%,分离性能表现最佳。(3)研究了不同改性纳滤膜的稳定性能及抗污染性能,结果发现:在较高压力(当操作压力由0.6 MPa升至1 MPa时)下与连续运行48 h,0.005RZ-NF膜(改性膜)具有更稳定的分离性能;采用BSA、SA与HA为模拟污染物,发现不同膜对三种污染物表现出相同的污染趋势:HA<SA<BSA,此外,0.005RZ-NF膜对三种污染物的抗污染性能均为最佳。(4)以实际苦咸水为对象,研究了0.005RZ-NF膜对苦咸水中主要盐离子的分离行为发现:发现该膜对原水中Na+、Ca2+、Mg2+的去除率与其离子浓度呈正相关,原水中Na+浓度最高(210.1 mg/L),0.005RZ-NF膜对其去除率也最高,为49.1%;Ca2+、Mg2+浓度分别为80 mg/L与36.2 mg/L,对其去除率分别为40%与29.6%。
余创[5](2020)在《基于界面聚合与溶胶凝胶法制备复合纳滤膜及性能研究》文中指出经过半个多世纪的发展,纳滤膜已经广泛应用在各个领域并实现了大规模的商业化生产。以界面聚合法制备的有机复合膜是目前的主流产品,但在实际应用中仍存在易被污染、耐热性差、机械性能差等不足。因而,从膜材料和制备技术入手研究开发高性能复合纳滤膜具有重要的意义。论文采用界面聚合+溶胶凝胶工艺制备复合纳滤膜,通过原位溶胶凝胶对界面聚合获得的分离层的微观结构及分离性能进行二次调控,制备高性能复合纳滤膜。首先,通过界面聚合+溶胶凝胶法制备纳滤膜,以聚乙烯醇(PVA)和哌嗪(PIP)为水相单体,以含正硅酸乙酯(TEOS)的均苯三甲酰氯(TMC)为油相,采用界面聚合法制备出分离层中含TEOS的纳滤膜,而后通过TEOS的原位溶胶凝胶,调控膜结构和分离性能。系统研究了 TEOS水解时间与浓度、热处理温度与时间对纳滤膜微结构和分离性能的影响规律。红外谱图中新出现的Si-O-Si与C-O-Si吸收峰和EDS图谱中的C/O与Si/O元素比例的提高,说明TEOS成功在界面聚合形成的分离层中原位发生了溶胶凝胶,并与PVA发生化学键合。与水通量接近的界面聚合法制备的纳滤膜相比,Na2SO4的截留率由75.8%提高到91.4%,粗超度由 35.89nm 降到 12.37nm。其次,对纳滤膜分离性能进行综合分析发现,在较优条件下,由界面聚合+溶胶凝胶法制备的纳滤膜的切割分子量(MWCO)为1130Da,膜孔半径为0.84nm。纳滤膜运行压力的大小与水通量呈正相关关系,但对截留率的影响却不是很大;而进料液浓度与膜通量、截留率表现为负相关。40h连续运行结果表明界面聚合+溶胶凝胶法制备的纳滤膜性能更加稳定。染料分离测试实验结果显示,纳滤膜对不同染料的脱除效果为:R 刚果红(99.9%)>R茜素黄(99.5%)>R雌多利亚蓝B(98.3%)>R 中性红(72.3%)。最后,通过比较通量接近的两类纳滤膜抗污染性能,发现由界面聚合+溶胶凝胶法制备的纳滤膜的牛血清蛋白(BSA)吸附量由界面聚合纳滤膜的66.32ug/cm2减小到42.64ug/cm2、通量降低率(RFR)由界面聚合纳滤膜的54.6%降低到43.4%、通量恢复率(FRR)由界面聚合纳滤膜的67.4%提高到81.7%、总污染率(Rt)由界面聚合纳滤膜的50.3%降低到41.9%,体现出更好的抗污染性能。
袁中伟,晏太红,郑卫芳,孙艳东[6](2019)在《纳滤技术处理放射性溶液研究进展》文中研究表明纳滤膜易透过小体积分子、单价离子组分,对于以较大体积的分子或多价离子则有良好的截留效果,目前已广泛应用于工业和市政废水的处理。在溶液中放射性核素通常以较大形态的分子或多价离子的形态存在,或者可以用通过加入络合剂等方式使其转化为较大形态的分子或离子。因此,纳滤对于某些放射性溶液的处理具有独特的优势。本文综述了纳滤技术在放射性溶液处理领域中的研究现状,主要影响因素,并对其发展前景进行了探讨。
齐亚威[7](2019)在《聚乙烯亚胺接枝制备荷正电纳滤膜和性能探究》文中进行了进一步梳理纳滤膜填补了反渗透和超滤膜的空白,常被用来不同价态分子和带电分子的分离。随着工业和重工业的发展,污染问题日益严重,尤其染料及重金属离子的污染,本论文旨在制备一种新型的荷正电纳滤膜,以用来对水中重金属盐及染料的污染的去除。在这项工作中,分两步来制备纳滤膜。首先以聚砜(PSF)超滤膜为基膜,使用哌嗪及二氨基二丙基胺作为水相单体,并以均苯三甲酰氯(TMC)为油相单体,采用传统的界面聚合法制备出原生态纳滤膜。最后采用2-氯-1-甲基碘代吡啶(CMPI)及氢氧化钠作为活性剂,并以大分子聚合物聚乙烯亚胺作为接枝物,采用表面接枝法使得聚乙烯亚胺(PEI)以共价键的结合形式接枝在初生态纳滤膜膜表面。使用扫描电镜(SEM)、Zeta电位、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)等仪器来表征所制备的膜,以证明荷正电纳滤膜的成功制备。电荷分析仪即Zeta电位评价仪测试表面荷电性。使用实验室膜性能评价池并以错流过滤的方式对膜的重金属盐和无机盐的分离、染料去除和截留分子量性能进行测试。X射线光电子能谱(XPS)和傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)验证荷正电纳滤膜的成功制备,扫描电镜(SEM)图显示接枝膜表面结构发生改变,Zeta电位仪测试验证接枝后膜表面带有正电荷。通过对膜性能的评价发现,膜对重金属盐及无机盐具有较高的去除率和分离性能,如CuCl2:96%,NiCl2:95.8%,CrCl3:98.0%,MgCl2:97.1%,CaCl2:96.8%,Na2SO4:83.5%,MgSO4:87.3%,NaCl:49%,LiCl:32%等。同样使用不同电荷的染料对所制备膜进行评价,如中性红、半二甲酚橙、金莲橙0和维多利亚蓝B。结果显示所制备的膜对其去除率大小顺序为:维多利亚蓝B(99.2%)>半二甲酚橙(99%)>金莲橙0(98.3%)>中性红(98.2%)。可以看出膜对水中污染物染料有较高的截留率。
张鹏[8](2019)在《堆叠型氧化石墨烯纳滤膜分离性能及其净水机理研究》文中研究指明在新型污染物的种类和数量日趋严重,传统处理工艺难以应对的形势下,对于新型膜分离技术的探究和发展尤为重要。一般而言,膜材料自身特性是决定其膜分离性能的关键因素。氧化石墨烯二维纳米片(GO)因其超高的表面与厚度纵横比、优异的机械性能和独特的表面性质,开始在膜分离应用领域得到广泛关注。氧化石墨烯纳米片不仅可以作为高分子滤膜的添加剂,用以提升有机滤膜的亲水性和机械性能,并使其渗透性能和分离性能得到显着提升,同时也可以单独堆叠成膜。其中,堆叠型氧化石墨烯分离膜具有独特的孔道结构和传质特性,有望成为具有高通量、高选择性能的新一代无机分离膜。但是,氧化石墨烯纳米片表面大量的亲水性基团会严重影响其层间稳定性和分离性能,尤其是在水环境中应用时层间水合作用明显,严重影响其使用寿命。此外,为了构筑氧化石墨烯堆叠层的有效传输路径和牢固性,GO堆叠膜需要保有一定的厚度,而厚度的增加普遍会延长成膜时间和降低成膜渗透性能。因此,如何在不降低通量的情况下,保持堆叠型氧化石墨烯分离膜优异的稳定性和选择性,是关系到堆叠型氧化石墨烯基分离膜推向实际应用的关键所在。针对调控氧化石墨烯纳米片层之间的相互作用及传输通道构效关系等问题,本论文主要以氧化石墨烯纳米片为成膜基材,利用化学改性、物理掺杂的方法对GO层间作用力和传输通道尺寸进行调控,以期制备高稳定性、高通量且选择分离性能优异的堆叠型氧化石墨烯基纳滤膜。并着重探讨了一系列堆叠型氧化石墨烯基纳滤膜对不同表面特性的染料分子和不同价态金属离子的截留行为和净水机制。本文的具体研究工作和结论如下:(1)以异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)为桥连剂,采用化学交联的方法调控氧化石墨烯(GO)层间结构,制备了交联型氧化石墨烯纳滤膜(GO-IPDI)。通过共价键的作用将GO纳米片的层间距进行固定,以提升改性氧化石墨烯堆叠膜的稳定性和渗透性能。在1 bar的低压运行条件下,纯水通量高达80100 L m-2h-1。GO-IPDI交联纳滤膜对亚甲基蓝(MB)、罗丹明(RB)、甲基橙(MO)和刚果红(CR)的最高去除率分别为97.6%、96.2%、96.9%和98.2%。相反,由于交联作用使得GO纳米片的表面电荷减少,GO-IPDI交联纳滤膜对Cu2+、Pb2+、Cr3+和Cd2+的去除率分别为46.2%,66.4%,71.1%和52.8%。GO-IPDI交联纳滤膜对重金属离子的截留性能要低于有机染料分子。在不同pH条件下,GO-IPDI交联纳滤膜对有机染料分子的截留率几乎没有变化。然而,随着pH值的增加,GO-IPDI交联纳滤膜对重金属离子的截留率会显着提高。因此,提升GO-IPDI交联纳滤膜表面电荷强度对改善金属离子去除起着重要作用。(2)使金属有机纳米颗粒(UiO-66-(COOH)2)作为部分氧化石墨烯片层(prGO)之间的支撑体,通过前压驱动自组装的方法制备了一种超薄的UiO-66-(COOH)2/prGO复合纳滤膜。该膜的厚度仅为320 nm,与纯prGO膜相比(6.5±1.2 Lm-2h-1bar-1),UiO-66-(COOH)2/prGO复合纳滤膜的纯水通量(20.0±2.5 Lm-2h-1bar-1)增加了2.9倍以上,渗透性能得到明显提升。UiO-66-(COOH)2/prGO复合纳滤膜对带电染料(MB和CR)的最高截留率可以达到分别为95.1%和97.2%,说明UiO-66-(COOH)2/prGO复合纳滤膜对有机染料分子具有优异的截留效率。在不同浓度、pH测试条件下,UiO-66-(COOH)2/prGO复合纳滤膜对电负性染料(CR)的截留率和渗透性能影响较小。此外,UiO-66-(COOH)2/prGO膜对Cu2+和Cd2+的截留率分别为96.583.1%和92.680.4%,明显高于prGO膜(Cu2+为65.444.5%,Cd2+为57.033.2%)。因此,我们认为膜的表面及孔道内的静电作用对重金属离子去除起着重要的作用。通过在prGO堆叠层中引入电负性的UiO-66-(COOH)2结晶颗粒可以有效地增强UiO-66-(COOH)2/prGO复合纳滤膜孔道内的电荷强度,从而提升对正电荷有机污染物和重金属的截留性能。(3)利用“先杂化-后热处理”的成膜方式将GO与石墨烯(Gr)纳米片进行高效、有序堆叠,制备了结构紧密且稳定性优异的GO/Gr复合纳滤膜,并探究了GO/Gr复合纳滤膜的对于染料分子和盐离子的截留行为。研究发现,掺杂超低氧化程度的Gr可以有效地调节GO纳米片层之间的相互作用,提升复合纳滤膜的稳定性。对于染料分子的截留效果也有明显提升。在Gr纳米片掺杂下,增强了片层之间的范德华力及π-π作用,有效地降低层间水合作用,提升了复合纳滤膜的整体稳定性。(4)通过表面化学修饰改变GO纳米片的电负性,制备了磺酸型氧化石墨烯纳米片(S-GO);利用压力辅助组装-热还原的组装方式,成功制备了还原氧化石墨烯(rGO)/磺酸型氧化石墨烯(S-GO)复合纳滤膜。研究发现,氧化石墨烯表面官能团可以有效地调节堆叠片层之间的距离,在含有梯度间距的复杂堆叠层中,其通量可以有效的得到提升。较强的电负性使得S-GO纳米片之间的距离变大,进一步扩增了空隙尺寸;而还原的氧化石墨烯片层之间结构依旧保持紧密,使得复合纳滤膜的机械稳定性得到提升。两者同时存在于复杂的堆叠结构中,共同提升了复合纳滤膜的分离特性。(5)以二硫化钼纳米片(MoS2)作为氧化石墨烯(GO)层间纳米支撑体,制备了一种结构松散的新型低压纳滤复合膜,GO/MoS2复合纳滤膜表现出优异的水通量(10.2L/(m2·h·bar)),并对有机染料保持高截留率(>95%),特别是对于带负电荷的染料(接近100%)。膜污染测试结果表明,在GO/MoS2膜中可发生可逆污染系数(BSA和HA为36.5%,41.3%)和不可逆污染系数(BSA和HA为18.5%和19.1%)。抗污测量(BSA和HA)中低Rt值(36.5%,和41.3%)和高FRR值(83.4%和80.2%)表明GO/MoS2复合纳滤膜具有优异的抗污性能。
郝丽婷[9](2019)在《基于单宁酸的聚四氟乙烯复合纳滤膜的制备及性能研究》文中指出目前,纳滤膜最主要的应用是有机物的脱除和饮用水的软化。在浓缩和脱盐领域,纳滤膜逐渐代替了传统的一些分离方式,如加热蒸发、离心分离等。在我国,纳滤膜市场规模只有反渗透膜的1/10,国内能生产纳滤膜的企业非常少,因此在纳滤膜的使用规模和应用领域上有很大的拓展空间。本文以亲水改性后的聚四氟乙烯(PTFE)平板微孔膜作为基膜,以天然材料单宁酸(TA)为水相单体,均苯三甲酰氯(TMC)为油相单体,通过界面聚合反应在亲水PTFE基膜表面制备TA-TMC复合纳滤膜。逐一探究水相单体TA的浓度、油相单体TMC的浓度、浸渍在TA中的时间、界面聚合时间、热处理温度以及热处理时间这6个因素对TA-TMC复合纳滤膜的分离性能的影响规律(错流过滤MgSO4溶液和刚果红染料溶液),得到制备TA-TMC复合纳滤膜的最佳工艺条件;通过傅里叶变换衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、接触角测量仪、固体Zeta电位分析仪分别研究TA-TMC复合纳滤膜的表面化学结构、表面微观形貌,亲水性能以及表面荷电性;利用错流过滤装置测试TA-TMC复合纳滤膜的截留分子量(MWCO)、纯水通量和对3种染料(刚果红、甲基蓝和结晶紫)的分离性能。最终得到了以下结果:(1)制备TA-TMC复合纳滤膜的过程中,随着TA浓度的增加,TA-TMC复合纳滤膜对MgSO4和刚果红染料的截留率都增大,渗透通量都减小,最后截留率和通量都会逐渐趋于一个稳定值。随着TMC浓度的增加、浸渍在TA中时间的延长、热处理温度的上升或者热处理时间的延长,TA-TMC复合纳滤膜对MgSO4和刚果红染料的截留率先增大后减小,渗透通量先减小后增大。随着界面聚合时间的延长,TA-TMC复合纳滤膜对MgSO4和刚果红染料的截留率先增大后缓慢减小,渗透通量先减小后缓慢增大,并且最后截留率和通量都会逐渐趋于稳定。综合考虑对截留率和渗透通量的影响,确定TA-TMC复合纳滤膜的最佳制备条件为:TA浓度为2.5wt%,TMC浓度为0.7wt%,浸渍在TA中时间为15min,界面聚合时间为5min,热处理温度为60℃,热处理时间为15min(水相添加剂十二烷基硫酸钠(SDS)浓度为0.05wt%,NaHCO3浓度为1.5wt%)。在该条件下制备的复合纳滤膜对MgSO4的截留率低于40%,但对刚果红染料的截留率高达97.98%,通量为2.17 L·m-2·h-1(测试压力0.2MPa,测试温度25℃)。(2)红外光谱分析结果表明:水相单体TA和油相单体TMC在亲水PTFE基膜表面发生界面聚合反应生成了聚酯;通过扫描电镜分析可进一步证明TA和TMC发生反应,并观察到亲水PTFE膜上成功合成了一层薄的聚酯层,分离层呈疏松结构;TA-TMC复合纳滤膜的水接触角为48.34°,表明其具有良好的亲水性能;TA-TMC复合纳滤膜的Zeta电位为-48.74mV,表明其为荷负电膜。(3)TA-TMC复合纳滤膜的截留分子量为520Da;随着压力从0.2MPa升到0.6MPa,复合膜的纯水通量从6.15 L·m-2·h-1升至18.73 L·m-2·h-1;TA-TMC复合纳滤膜对3种染料的截留率排序为:结晶紫(90.34%)<甲基蓝(96.85%)<刚果红(97.98%),这是Donnan离子排斥效应和孔径筛分效应综合作用的结果。
赵凤阳,姜永健,刘涛,叶纯纯[10](2018)在《纳滤膜新型材料研究》文中研究说明纳滤是一种介于超滤与反渗透之间的重要膜分离过程,具有工作压力低、无相转变及分离效率高等独特优势。膜污染及渗透性/选择性之间的平衡是纳滤膜在使用和研发过程中面临的亟待解决的两个主要问题。膜材料是膜与膜分离技术的核心,开发新型的纳滤膜材料是解决上述问题的重要手段。本文从新型纳滤膜材料的设计与选择的角度出发,总结归纳了近年来新型材料在纳滤膜的制备与应用研究现状,包括新型有机纳滤膜材料、新型无机纳滤膜材料和新型有机-无机杂化纳滤膜材料三个方面,拓展了对纳滤膜材料的认知,探讨了新型纳滤膜材料的共性及其存在的主要问题,并对未来高性能纳滤膜材料的研制方向进行了展望。
二、无机纳滤膜的研究进展(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、无机纳滤膜的研究进展(论文提纲范文)
(1)聚酰胺掺杂氧化石墨烯复合纳滤膜的制备及性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 膜分离技术概述 |
1.2 纳滤膜 |
1.2.1 纳滤膜的简介 |
1.2.2 纳滤膜的分类 |
1.2.3 纳滤膜的制备方法 |
1.2.4 纳滤膜技术的应用 |
1.3 氧化石墨烯的概述 |
1.3.1 氧化石墨烯的简介 |
1.3.2 氧化石墨烯的结构与性能 |
1.4 界面聚合制备复合纳滤膜 |
1.4.1 界面聚合原理 |
1.4.2 界面聚合的影响因素 |
1.4.3 界面聚合制备纳滤膜的研究进展 |
1.5 本课题研究的意义和研究的内容 |
1.5.1 研究本课题的意义 |
1.5.2 研究的内容 |
第2章 实验部分 |
2.1 实验仪器设备和药品 |
2.2 氧化石墨烯和GO-TFC纳滤膜的制备 |
2.2.1 氧化石墨烯的制备 |
2.2.2 GO-TFC纳滤膜的制备 |
2.3 氧化石墨烯和GO-TFC纳滤膜的表征 |
2.3.1 傅里叶红外光谱(ATR-FTIR) |
2.3.2 X射线衍射(XRD) |
2.3.3 场发射扫描电子显微镜(SEM) |
2.3.4 接触角测量仪 |
2.3.5 固体表面Zeta电位 |
2.4 GO-TFC纳滤膜的分离性能测试 |
2.4.1 渗透通量及纯水渗透系数 |
2.4.2 截留率 |
2.4.3 截留分子量 |
2.5 复合纳滤膜的抗污染性能 |
第3章 MPD-TMC掺杂GO复合纳滤膜的制备及性能研究 |
3.1 MPD-TMC掺杂GO复合纳滤膜的结构和性能研究 |
3.1.1 GO的 ATR-FTIR分析 |
3.1.2 GO的 X射线衍射(XRD)分析 |
3.1.3 GO-TFC纳滤膜的ATR-FTIR分析 |
3.1.4 GO-TFC纳滤膜的表面形貌分析 |
3.1.5 GO-TFC纳滤膜的表面荷电性分析 |
3.2 MPD-TMC掺杂GO复合纳滤膜的最优制备条件研究 |
3.2.1 MPD浓度对GO-TFC纳滤膜性能的影响 |
3.2.2 TMC浓度对GO-TFC纳滤膜性能的影响 |
3.2.3 GO浓度对GO-TFC纳滤膜性能的影响 |
3.2.4 反应时间对GO-TFC纳滤膜性能的影响 |
3.2.5 热处理对GO-TFC纳滤膜性能的影响 |
3.3 MPD-TMC掺杂GO复合纳滤膜的纯水通量和截留分子量 |
3.3.1 纯水通量 |
3.3.2 截留分子量 |
3.4 MPD-TMC掺杂GO复合纳滤膜对不同盐的分离性能 |
3.5 MPD-TMC掺杂GO复合纳滤膜的抗污染性能 |
3.6 本章小结 |
第4章 PEI-TMC掺杂GO复合纳滤膜的制备及性能研究 |
4.1 PEI-TMC掺杂GO复合纳滤膜的结构和性能研究 |
4.1.1 GO-TFC纳滤膜的傅里叶红外光谱(ATR-FTIR)分析 |
4.1.2 GO-TFC纳滤膜的表面形貌分析 |
4.1.3 GO-TFC纳滤膜的表面荷电性分析 |
4.2 PEI-TMC掺杂GO复合纳滤膜的最优制备条件研究 |
4.2.1 GO浓度对GO-TFC纳滤膜性能的影响 |
4.2.2 反应时间对GO-TFC纳滤膜性能的影响 |
4.2.3 热处理对GO-TFC纳滤膜性能的影响 |
4.3 PEI-TMC掺杂GO复合纳滤膜的纯水通量和截留分子量 |
4.3.1 纯水通量 |
4.3.2 截留分子量 |
4.4 PEI-TMC掺杂GO复合纳滤膜对不同盐的分离性能 |
4.5 PEI-TMC掺杂GO复合纳滤膜的抗污染性能 |
4.6 本章小结 |
第5章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
硕士期间发表论文情况 |
(2)高渗透无机纳米杂化聚醚砜基复合膜结构调控及分子/离子选择性分离机制(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 前言 |
1.1 研究背景 |
1.2 研究目的 |
1.3 研究内容 |
第二章 文献综述 |
2.1 聚合物多孔膜 |
2.1.1 膜材料 |
2.1.2 非溶剂诱导相转化成膜机理 |
2.1.3 聚合物膜结构与性能调控机制 |
2.2 纳滤膜 |
2.2.1 纳滤膜分离机理 |
2.2.2 纳滤膜制备方法 |
2.2.3 界面聚合技术制备纳滤膜研究进展 |
2.3 膜分离技术处理染料废水中的应用 |
2.3.1 染料废水处理方法介绍 |
2.3.2 膜分离技术处理染料废水研究进展 |
2.4 本章小结 |
第三章 亲水性聚醚砜/磺化聚砜共混膜制备及结构调控 |
3.1 本章内容 |
3.2 实验部分 |
3.2.1 实验材料 |
3.2.2 设备仪器 |
3.2.3 PES/SPSf共混膜制备 |
3.2.4 PES/SPSf铸膜液粘度测试 |
3.2.5 PES/SPSf共混膜结构与性能 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 PES/SPSf固含量对铸膜液粘度影响 |
3.3.2 PES/SPSf固含量对膜结构影响 |
3.3.3 PES/SPSf固含量对膜断裂强度影响 |
3.3.4 PES/SPSf固含量对膜渗透性能影响 |
3.3.5 PES/SPSf共混比对铸膜液粘度影响 |
3.3.6 PES/SPSf共混比对膜结构影响 |
3.3.7 PES/SPSf共混比对膜断裂强度影响 |
3.3.8 PES/SPSf共混比对膜亲水性及表面荷电性影响 |
3.3.9 PES/SPSf共混比对膜渗透性能影响 |
3.3.10 非溶剂水添加量对铸膜液粘度影响 |
3.3.11 非溶剂水添加量对膜结构影响 |
3.3.12 非溶剂水添加量对膜断裂强度影响 |
3.3.13 非溶剂水添加量对膜渗透性能影响 |
3.4 本章小结 |
第四章 聚醚砜/磺化聚砜/水铸膜液体系热力学与成膜动力学研究 |
4.1 本章内容 |
4.2 实验部分 |
4.2.1 实验材料 |
4.2.2 设备仪器 |
4.2.3 共混膜制备 |
4.2.4 铸膜液粘度测试 |
4.2.5 浊点滴定实验 |
4.2.6 超声波在线监测实验 |
4.2.7 共混膜结构与性能 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 铸膜液体系热力学特征 |
4.3.2 共混膜结构 |
4.3.3 共混膜断裂强度 |
4.3.4 共混膜亲水性 |
4.3.5 共混膜渗透性能 |
4.3.6 共混膜表面荷电性 |
4.4 本章小结 |
第五章 聚醚砜/磺化聚砜致密超滤膜结构优化与染料/盐选择性分离性能 |
5.1 本章内容 |
5.2 实验部分 |
5.2.1 实验材料 |
5.2.2 设备仪器 |
5.2.3 共混膜分离性能测试 |
5.2.4 共混膜切割分子量 |
5.2.5 中空纤维膜制备 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 共混膜对中性溶质分子和染料分离性能 |
5.3.2 染料浓度对共混膜分离性能影响 |
5.3.3 染料溶液p H值对共混膜分离性能影响 |
5.3.4 染料溶液温度对共混膜分离性能影响 |
5.3.5 无机盐浓度对共混膜分离性能影响 |
5.3.6 运行稳定性 |
5.3.7 染料吸附性能 |
5.3.8 中空纤维膜组件性能 |
5.4 本章小结 |
第六章 聚醚砜/磺化聚砜/氧化石墨烯混合基质膜制备及抗污染/抗菌性能 |
6.1 本章内容 |
6.2 实验部分 |
6.2.1 实验材料 |
6.2.2 设备仪器 |
6.2.3 PES/SPSf/GO混合基质膜制备 |
6.2.4 PES/SPSf/GO铸膜液粘度测试 |
6.2.5 分子动力学模拟计算 |
6.2.6 PES/SPSf/GO混合基质膜结构与性能 |
6.3 结果与讨论 |
6.3.1 铸膜液性质和氢键相互作用分析 |
6.3.2 混合基质膜表面化学组成分析 |
6.3.3 混合基质膜形貌 |
6.3.4 混合基质膜力学性能 |
6.3.5 混合基质膜表面荷电性 |
6.3.6 混合基质膜渗透性能 |
6.3.7 混合基质膜过滤阻力及渗透系数 |
6.3.8 混合基质膜抗污染性能 |
6.3.9 混合基质膜抗菌性能 |
6.3.10 混合基质膜热稳定性 |
6.4 本章小结 |
第七章 聚多巴胺-哌嗪-埃洛石中间层构建与聚酰胺复合纳滤膜制备 |
7.1 本章内容 |
7.2 实验部分 |
7.2.1 实验材料 |
7.2.2 设备仪器 |
7.2.3 PES/SPSf/GO复合纳滤膜制备 |
7.2.4 复合纳滤膜结构与性能 |
7.3 结果与讨论 |
7.3.1 不同水相溶液紫外光谱 |
7.3.2 纳米材料形貌 |
7.3.3 复合纳滤膜红外光谱 |
7.3.4 纳滤膜聚酰胺层质量分析 |
7.3.5 复合纳滤膜表面形貌 |
7.3.6 复合纳滤膜分离层厚度 |
7.3.7 复合纳滤膜孔径 |
7.3.8 复合纳滤膜分离性能 |
7.3.9 复合纳滤膜运行稳定性 |
7.4 本章小结 |
第八章 结论及下一步研究建议 |
8.1 结论 |
8.2 下一步研究建议 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表论文和参加科研情况 |
一、在校期间发表论文 |
二、专利 |
三、获奖情况 |
四、参加科研项目 |
致谢 |
(3)基于界面特性制备高性能纳滤膜及其性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 纳滤膜水处理技术 |
1.1.1 纳滤膜的定义 |
1.1.2 纳滤膜的类型 |
1.1.3 纳滤膜的分离机理 |
1.1.4 纳滤膜在水处理中的应用 |
1.1.5 纳滤膜技术应用中存在的问题 |
1.2 纳滤膜制备技术 |
1.2.1 相转化法 |
1.2.2 层层自组装法 |
1.2.3 界面聚合法 |
1.2.4 3D打印法 |
1.3 高性能纳滤膜研究进展 |
1.3.1 高通量纳滤膜研究现状 |
1.3.2 抗污染纳滤膜研究现状 |
1.3.3 耐氯性纳滤膜研究现状 |
1.3.4 当前研究存在的问题分析 |
1.4 课题意义及主要研究内容 |
1.4.1 课题来源 |
1.4.2 研究目的和意义 |
1.4.3 研究的主要内容 |
1.4.4 研究的技术路线 |
第2章 试验材料与方法 |
2.1 试验材料 |
2.1.1 试验试剂 |
2.1.2 试验设备和仪器 |
2.1.3 试验用膜 |
2.2 膜材料表征方法 |
2.2.1 表面形貌分析 |
2.2.2 表面化学结构分析 |
2.2.3 表面积和孔径分析 |
2.2.4 亲疏水性分析 |
2.2.5 稳定性分析 |
2.2.6 水摄入和PIP吸附量分析 |
2.3 膜材料制备方法 |
2.3.1 高通量纳滤膜制备方法 |
2.3.2 抗污染纳滤膜制备方法 |
2.3.3 耐氯性纳滤膜制备方法 |
2.4 膜性能表征方法 |
2.4.1 分离性能评价方法 |
2.4.2 抗污染性能评价方法 |
2.4.3 耐氯性能评价方法 |
2.4.4 运行稳定性评价方法 |
2.5 检测方法 |
第3章 PVA中间层辅助的高通量纳滤膜的制备及性能研究 |
3.1 引言 |
3.2 PVA改性对基膜性能影响 |
3.2.1 PVA改性对基膜形貌的影响 |
3.2.2 PVA改性对基膜孔径和孔隙率的影响 |
3.2.3 PVA改性对基膜官能团和电负性影响 |
3.2.4 PVA改性对基膜通量和亲水性影响 |
3.2.5 PVA改性对基膜机械强度影响 |
3.2.6 PVA改性对基膜稳定性影响 |
3.2.7 PVA改性对基膜PIP吸附量影响 |
3.3 PVA中间层对纳滤膜形成过程的影响 |
3.3.1 表面形貌表征 |
3.3.2 聚酰胺层厚度表征 |
3.3.3 亲水性和官能团表征 |
3.3.4 表面电荷表征 |
3.3.5 比表面积表征 |
3.3.6 膜孔径表征 |
3.4 PVA中间层辅助的纳滤膜分离性能 |
3.4.1 水渗透性 |
3.4.2 脱盐率 |
3.4.3 运行稳定性 |
3.5 PVA中间层辅助纳滤膜的放大生产与通量提升机理 |
3.5.1 PVA中间层结构纳滤膜的放大生产 |
3.5.2 PVA中间层结构纳滤膜的通量提升机理 |
3.6 本章小结 |
第4章 抗污染高通量纳滤膜的制备及性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 PVA辅助改性的抗污染纳滤膜的制备及性能表征 |
4.2.1 膜表面形貌表征 |
4.2.2 膜化学结构表征 |
4.2.3 膜分离性能表征 |
4.2.4 膜抗污染性能评价与机理分析 |
4.3 Fe~(Ⅲ)/TA改性的可持续抗污染纳滤膜的制备及性能表征 |
4.3.1 膜表面形貌表征 |
4.3.2 膜化学结构表征 |
4.3.3 膜分离性能表征 |
4.3.4 膜运行稳定性分析 |
4.3.5 膜抗污染性能评价与机理分析 |
4.3.6 Fe~(Ⅲ)/TA改性层的再生与性能提升 |
4.4 碳酸氢钙改性的抗污染高通量纳滤膜的制备与性能研究 |
4.4.1 膜表面形貌表征 |
4.4.2 膜化学结构表征 |
4.4.3 膜分离性能表征 |
4.4.4 膜抗污染性能评价与机理分析 |
4.5 本章小结 |
第5章 基于原位改性的耐氯性纳滤膜的制备及性能研究 |
5.1 引言 |
5.2 超分子原位改性制备耐氯性纳滤膜 |
5.2.1 膜表面形貌表征 |
5.2.2 膜表面化学结构表征 |
5.2.3 膜分离性能特征 |
5.2.4 膜耐氯性评价 |
5.2.5 耐氯性能提升机理 |
5.3 三聚氰胺原位接枝制备耐氯性纳滤膜 |
5.3.1 膜表面形貌表征 |
5.3.2 膜化学结构表征 |
5.3.3 膜分离性能表征 |
5.3.4 膜耐氯性评价 |
5.3.5 耐氯性能提升机理 |
5.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
致谢 |
个人简历 |
(4)rGO/ZIF-8改性纳滤膜的制备及苦咸水脱盐试验研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 纳滤简介 |
1.1.1 纳滤膜的发展与分离机理 |
1.1.2 纳滤膜类型及制备材料 |
1.1.3 纳滤膜的制备方法 |
1.1.4 纳滤的应用 |
1.2 纳滤膜改性研究进展 |
1.2.1 氧化石墨烯改性膜研究进展 |
1.2.2 MOFs改性膜研究进展 |
1.3 研究内容与技术路线 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 技术路线 |
2 实验材料与方法 |
2.1 实验仪器与材料 |
2.1.1 实验仪器 |
2.1.2 实验试剂 |
2.2 复合纳滤膜的制备方法 |
2.2.1 基膜的制备 |
2.2.2 纳滤膜的制备 |
2.3 膜材料及改性膜的表征方法 |
2.3.1 添加剂的表征 |
2.3.2 纳滤膜的表征 |
2.4 纳滤膜的分离性能、抗污染与苦咸水分盐测试 |
2.4.1 实验装置及分离性能测试 |
2.4.2 抗污染性能测试 |
2.4.3 苦咸水分盐测试 |
3 rGO/ZIF-8 复合纳米材料的制备与表征 |
3.1 添加剂的制备 |
3.1.1 GO的制备 |
3.1.2 rGO/ZIF-8 的制备 |
3.1.3 rGO的制备 |
3.1.4 ZIF-8的制备 |
3.2 rGO/ZIF-8 复合纳米材料的表征 |
3.2.1 场发射扫描电子显微镜表征 |
3.2.2 X射线衍射仪表征 |
3.2.3 傅里叶红外表征 |
3.2.4 ZIF-8与rGO/ZIF-8 的热重分析 |
3.3 本章小结 |
4 rGO/ZIF-8 改性纳滤膜的制备及性能 |
4.1 rGO/ZIF-8 复合纳米材料改性纳滤膜研究 |
4.1.1 膜的性能表征 |
4.1.2 膜的分离性能 |
4.2 rGO/ZIF-8 添加量对纳滤膜的改性研究 |
4.2.1 膜的性能表征 |
4.2.2 不同添加量rGO/ZIF-8 改性纳滤膜的分离性能 |
4.3 本章小结 |
5 rGO/ZIF-8 改性纳滤膜的性能及苦咸水脱盐研究 |
5.1 改性纳滤膜的稳定性 |
5.1.1 操作压力对纳滤膜分离性能的影响 |
5.1.2 改性纳滤膜的稳定性能 |
5.1.3 进料温度对膜分离性能的影响 |
5.2 改性纳滤膜的抗污染性能 |
5.3 改性纳滤膜的在苦咸水中的应用 |
5.4 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录 攻读硕士期间发表的论文 |
(5)基于界面聚合与溶胶凝胶法制备复合纳滤膜及性能研究(论文提纲范文)
基金项目 |
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 膜分离技术及概况 |
1.2.1 膜的简介 |
1.2.2 纳滤膜分离机理及模型 |
1.2.3 纳滤膜的应用 |
1.3 纳滤膜的制备方法 |
1.3.1 界面聚合法 |
1.3.2 溶胶-凝胶法 |
1.3.3 其他方法 |
1.4 论文研究意义及主要内容 |
1.4.1 研究意义 |
1.4.2 研究内容 |
第二章 实验部分 |
2.1 实验原料、试剂及仪器设备 |
2.2 复合纳滤膜的制备 |
2.3 复合纳滤膜的表征 |
2.3.1 傅里叶红外光谱(FTIR)分析 |
2.3.2 热场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)分析 |
2.3.3 原子力显微镜(AFM)分析 |
2.3.4 能量色散X射线光谱仪(EDS)分析 |
2.3.5 静态接触角分析 |
2.3.6 纳滤膜表面Zeta电位分析 |
2.4 复合纳滤膜的分离性能分析 |
2.4.1 膜渗透通量与截盐率的测定 |
2.4.2 截留分子量(MWCO)与有效孔径的测试 |
2.4.3 染料分离性能测试 |
2.5 抗污染实验 |
2.5.1 静态吸附实验 |
2.5.2 动态循环过滤实验 |
第三章 复合纳滤膜制备工艺研究 |
3.0 复合纳滤膜的制备 |
3.1 正硅酸乙酯水解时间对膜性能的影响 |
3.2 正硅酸乙酯浓度对膜性能的影响 |
3.3 热处理温度对膜性能的影响 |
3.4 热处理时间对膜性能的影响 |
3.5 酸水解及热处理对纳滤膜性能的影响 |
3.6 膜制备工艺重复性研究 |
3.7 本章小结 |
第四章 复合纳滤膜微结构表征 |
4.1 复合纳滤膜表面红外分析 |
4.2 复合纳滤膜分离层SEM分析 |
4.3 复合纳滤膜表面AFM分析 |
4.4 复合纳滤膜表面EDS分析 |
4.5 复合纳滤膜表面亲水性分析 |
4.6 复合纳滤膜表面Zeta电位分析 |
4.7 本章小结 |
第五章 复合纳滤膜性能研究 |
5.1 截留分子量(MWCO)与有效孔径 |
5.2 膜渗透通量与截盐率 |
5.2.1 对不同无机盐的分离性能测试 |
5.2.2 运行条件对膜分离性能的影响 |
5.2.2.1 操作压力对膜性能的影响 |
5.2.2.2 进料液浓度对膜性能的影响 |
5.2.2.3 运行时间对膜性能的影响 |
5.3 染料分离性能测试 |
5.4 抗污染实验 |
5.4.1 静态吸附实验 |
5.4.2 动态循环过滤实验 |
5.5 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间的研究成果 |
(7)聚乙烯亚胺接枝制备荷正电纳滤膜和性能探究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 文献综述 |
1.1 引言 |
1.2 纳滤膜技术 |
1.2.1 纳滤膜的分离机理 |
1.2.2 纳滤膜的传递机理数学模型 |
1.3 纳滤膜的制备方法 |
1.3.1 界面聚合法 |
1.3.2 L-S相转化法 |
1.3.3 共混法 |
1.3.4 表面涂覆法 |
1.3.5 层层自组装法 |
1.3.6 荷电法 |
1.4 纳滤膜材料及应用 |
1.4.1 纳滤膜的材料 |
1.4.2 纳滤膜在医药及生化方面的应用 |
1.4.3 纳滤膜在染料工业中的应用 |
1.4.4 纳滤膜在工业废水中的应用 |
1.5 荷电纳滤膜 |
1.5.1 荷负电纳滤膜 |
1.5.2 荷电镶嵌膜 |
1.5.3 荷正电纳滤膜 |
1.6 本课题的研究目的、意义和内容 |
1.6.1 本课题的研究目的和意义 |
1.6.2 课题研究内容 |
1.6.3 课题研究创新点 |
第二章 荷正电纳滤膜的制备与表征 |
2.1 实验部分 |
2.1.1 实验主要试剂和仪器 |
2.1.2 实验仪器及设备 |
2.1.3 荷正电纳滤膜的制备方法 |
2.2 荷电纳滤膜的表征 |
2.2.1 膜表面结构分析使用扫描电子显微镜(SEM) |
2.2.2 傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)分析 |
2.2.3 膜表面流动电位(Zeta)的测定 |
2.2.4 XPS分析 |
2.2.5 染料浓度测定 |
2.3 纳滤膜分离性能评价 |
第三章 荷正电纳滤膜的性能探究 |
3.1 制备条件对荷正电纳滤膜的影响 |
3.1.1 界面聚合水相单体、油相单体对纳滤膜的性能影响 |
3.1.2 油相单体浓度对初生态纳滤膜的性能影响 |
3.1.3 活性剂CMPI对荷正电纳滤膜的性能影响 |
3.1.4 聚乙烯亚胺(PEI)浓度对纳滤膜的性能影响 |
3.2 荷正电纳滤膜的表征结果分析 |
3.2.1 ATR-FTIR对膜表面官能团的分析 |
3.2.2 XPS分析 |
3.2.3 膜面电荷(Zeta)分析 |
3.2.4 膜表面结构的形貌分析(SEM) |
3.3 膜的稳定性 |
3.3.1 所制备的纳滤膜在碱性条件下的稳定性 |
3.3.2 运行时间对膜性能的影响 |
3.3.3 污染物对膜性能的影响 |
3.4 膜的分离性能 |
3.4.1 截留分子量的测定 |
3.4.2 无机盐分离效应 |
3.4.3 荷正电纳滤膜DPC-TFC在重金属离子您的分离中的应用 |
3.4.4 荷正电纳滤膜在染料工艺中的应用 |
3.5 本章小结 |
第四章 结论与展望 |
4.1 结论 |
4.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
1.作者简介 |
2.攻读硕士学位期间发表的学士论文 |
3.发明专利 |
学位论文数据集 |
(8)堆叠型氧化石墨烯纳滤膜分离性能及其净水机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究背景和意义 |
1.2 分离膜技术发展概述 |
1.3 纳滤膜技术发展与应用 |
1.3.1 有机纳滤膜概述 |
1.3.2 有机纳滤膜的制备方法 |
1.3.3 有机纳滤膜的优势与不足 |
1.3.4 无机纳滤膜概述 |
1.3.5 无机纳滤膜的制备方法 |
1.4 氧化石墨烯材料概述 |
1.4.1 氧化石墨烯结构与性能 |
1.4.2 氧化石墨烯分离膜的制备方法 |
1.4.3 堆叠型氧化石墨烯纳滤膜分离和净水机理 |
1.4.4 堆叠型氧化石墨基分离膜的应用 |
1.4.5 堆叠型氧化石墨烯纳滤膜的问题与挑战 |
1.5 课题研究目的与内容 |
1.5.1 研究目的 |
1.5.2 研究内容 |
第2章 交联法制备氧化石墨纳滤膜及分离性能研究 |
2.1 前言 |
2.2 材料与制备方法 |
2.2.1 实验试剂与仪器 |
2.2.2 GO、GO-IPDI材料制备 |
2.2.3 GO-IPDI交联纳滤膜制备 |
2.2.4 GO和 GO-IPDI材料表征 |
2.2.5 GO-IPDI纳滤膜分离性能测试 |
2.3 结果与讨论 |
2.3.1 GO-IPDI交联纳滤膜材料表征 |
2.3.2 GO-IPDI交联纳滤膜通量测试 |
2.3.3 GO-IPDI交联纳滤膜对染料截留性能和净水机理 |
2.3.4 GO-IPDI交联纳滤膜对金属离子截留性能和净水机理 |
2.3.5 GO-IPDI交联纳滤膜对实际水样中污染物截留性能 |
2.4 本章小结 |
第3章 部分还原氧化石墨烯/MOF复合纳滤膜的制备及其分离性能研究 |
3.1 前言 |
3.2 材料与制备方法 |
3.2.1 实验试剂与仪器 |
3.2.2 prGO和 UiO-66-(COOH)_2 材料制备 |
3.2.3 UiO-66-(COOH)_2/prGO复合纳滤膜的制备 |
3.2.4 prGO和 UiO-66-(COOH)_2 材料表征 |
3.2.5 UiO-66-(COOH)_2/prGO复合纳滤膜分离性能测试 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 UiO-66-(COOH)_2/prGO复合纳滤膜材料表征 |
3.3.2 UiO-66-(COOH)_2/prGO复合纳滤膜通量测试 |
3.3.3 UiO-66-(COOH)_2/prGO复合纳滤膜对染料截留性能和机理 |
3.3.4 UiO-66-(COOH)_2/prGO复合纳滤膜对金属离子截留性能和机理 |
3.4 本章小结 |
第4章 氧化石墨烯/石墨烯复合纳滤膜的制备与分离性能研究 |
4.1 前言 |
4.2 材料与制备方法 |
4.2.1 实验试剂与仪器 |
4.2.2 GO和 Gr材料合成 |
4.2.3 GO/Gr复合纳滤膜的制备 |
4.2.4 GO和 Gr材料表征 |
4.2.5 膜分离性能测试 |
4.2.6 稳定性能测试 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 氧化石墨烯堆叠膜与滤膜基底之间的稳定关系 |
4.3.2 氧化石墨烯/石墨烯(GO/Gr)复合纳滤膜的制备过程 |
4.3.3 GO与 Gr纳米材料表征分析 |
4.3.4 GO/Gr复合纳滤膜的水渗透通量 |
4.3.5 Gr掺杂量对于复合纳滤膜分离性能的影响 |
4.3.6 GO/Gr复合纳滤膜对染料截留性能和净水机理 |
4.3.7 GO/Gr复合纳滤膜对盐离子截留性能和净水机理 |
4.3.8 GO/Gr复合纳滤膜稳定性测试与机理分析 |
4.4 本章小结 |
第5章 还原氧化石墨烯/磺化石墨烯复合纳滤膜的制备与其分离性能研究 |
5.1 前言 |
5.2 材料与制备方法 |
5.2.1 实验试剂与仪器 |
5.2.2 局部还原氧化石墨烯(prGO)的制备 |
5.2.3 磺酸型氧化石墨烯(S-GO)的制备 |
5.2.4 磺酸型氧化石墨烯/还原性氧化石墨烯(S-GO/rGO)复合纳滤膜的制备 |
5.2.5 材料表征 |
5.2.6 S-GO/rGO复合纳滤膜分离性能测试 |
5.2.7 S-GO/rGO复合纳滤膜稳定性能测试 |
5.2.8 S-GO/rGO复合纳滤膜循环使用性能测试 |
5.3 结果与讨论 |
5.3.1 S-GO/rGO复合纳滤膜的表征 |
5.3.2 S-GO/rGO复合纳滤膜分离性能 |
5.3.3 S-GO/rGO复合纳滤膜的稳定性分析 |
5.3.4 S-GO/rGO复合纳滤膜成膜和净水机理分析 |
5.4 本章小结 |
第6章 氧化石墨烯/二硫化钼低压纳滤膜制备及其分离性能研究 |
6.1 引言 |
6.2 材料与方法 |
6.2.1 实验试剂与材料 |
6.2.2 氧化石墨烯和二硫化钼的制备 |
6.2.3 GO和 GO/MoS_2 复合纳滤膜的制备 |
6.2.4 GO/MoS_2 复合纳滤膜材料表征 |
6.2.5 GO/MoS_2 复合纳滤膜的分离性能测试 |
6.2.6 GO/MoS_2 复合膜的抗污染性能评估 |
6.3 结果与讨论 |
6.3.1 GO/MoS_2 复合膜复合膜的表征 |
6.3.2 GO/MoS_2 复合膜的低压纳滤分离性能和净水机理 |
6.3.3 GO/MoS_2 复合纳滤膜的抗污染性能 |
6.3.4 GO/MoS_2 复合膜的稳定性能分析 |
6.4 本章小结 |
全文总结与展望 |
进一步的研究设想和建议 |
参考文献 |
附录 A 攻读学位期间发表的论文目录 |
附录 B 攻读学位期间申请的专利目录 |
致谢 |
(9)基于单宁酸的聚四氟乙烯复合纳滤膜的制备及性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 膜分离技术 |
1.2 纳滤膜 |
1.2.1 纳滤膜的分离机理模型 |
1.2.2 纳滤膜的分类 |
1.2.2.1 按膜材料分类 |
1.2.2.2 按膜的荷电性分类 |
1.2.2.3 按膜组件分类 |
1.2.3 纳滤膜的制备方法 |
1.2.3.1 单一纳滤膜的制备方法 |
1.2.3.2 复合纳滤膜的制备方法 |
1.2.4 纳滤膜的应用 |
1.3 界面聚合制备复合纳滤膜 |
1.3.1 界面聚合简介 |
1.3.2 界面聚合的影响因素 |
1.4 本课题的研究意义和研究内容 |
1.4.1 研究意义 |
1.4.2 研究内容 |
第2章 实验部分 |
2.1 实验原料和仪器 |
2.2 亲水 PTFE 基膜及 TA-TMC 复合纳滤膜的制备 |
2.2.1 亲水PTFE基膜的制备 |
2.2.2 TA-TMC复合纳滤膜的制备 |
2.3 复合纳滤膜的表征 |
2.3.1 傅里叶红外光谱 |
2.3.2 场发射电子扫描显微镜 |
2.3.3 接触角测量仪 |
2.3.4 固体Zeta电位分析仪 |
2.4 复合纳滤膜的分离性能 |
2.4.1 渗透通量 |
2.4.2 截留率 |
2.4.3 截留分子量 |
2.4.4 染料脱除 |
第3章 TA-TMC复合纳滤膜的制备条件研究 |
3.1 TA 浓度对 TA-TMC 复合纳滤膜分离性能的影响 |
3.2 TMC 浓度对 TA-TMC 复合纳滤膜分离性能的影响 |
3.3 浸渍在 TA 中时间对 TA-TMC 复合纳滤膜分离性能的影响 |
3.4 界面聚合时间对TA-TMC复合纳滤膜分离性能的影响 |
3.5 热处理条件对TA-TMC复合纳滤膜分离性能的影响 |
3.6 本章小结 |
第4章 TA-TMC复合纳滤膜的性能研究 |
4.1 TA-TMC复合纳滤膜的表征 |
4.1.1 TA-TMC复合纳滤膜的表面化学组成分析 |
4.1.2 TA-TMC复合纳滤膜的表面形貌分析 |
4.1.3 TA-TMC复合纳滤膜的亲水性能分析 |
4.1.4 TA-TMC复合纳滤膜的表面荷电性分析 |
4.2 TA-TMC复合纳滤膜的截留分子量及纯水通量 |
4.2.1 截留分子量 |
4.2.2 纯水通量 |
4.3 TA-TMC复合纳滤膜对不同染料的分离性能 |
4.4 本章小结 |
第5章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
硕士期间发表论文情况 |
(10)纳滤膜新型材料研究(论文提纲范文)
Contents |
1 引言 |
2 新型有机纳滤膜材料 |
2.1 新型有机本体材料 |
2.2 新型有机改性材料 |
3 新型无机纳滤膜材料 |
3.1 石墨烯及其衍生物 |
3.2 其他新型无机纳滤膜材料 |
4 新型有机-无机杂化纳滤膜材料 |
4.1 有机-无机杂化纳滤膜的特点 |
4.2 有机-无机杂化纳滤膜的类型 |
5 结论与展望 |
四、无机纳滤膜的研究进展(论文参考文献)
- [1]聚酰胺掺杂氧化石墨烯复合纳滤膜的制备及性能研究[D]. 程汇涛. 浙江理工大学, 2021
- [2]高渗透无机纳米杂化聚醚砜基复合膜结构调控及分子/离子选择性分离机制[D]. 胡梦洋. 天津工业大学, 2021(01)
- [3]基于界面特性制备高性能纳滤膜及其性能研究[D]. 朱学武. 哈尔滨工业大学, 2020(02)
- [4]rGO/ZIF-8改性纳滤膜的制备及苦咸水脱盐试验研究[D]. 吴浩伟. 西安建筑科技大学, 2020
- [5]基于界面聚合与溶胶凝胶法制备复合纳滤膜及性能研究[D]. 余创. 浙江理工大学, 2020(02)
- [6]纳滤技术处理放射性溶液研究进展[A]. 袁中伟,晏太红,郑卫芳,孙艳东. 中国核科学技术进展报告(第六卷)——中国核学会2019年学术年会论文集第6册(核化工分卷、辐射防护分卷), 2019
- [7]聚乙烯亚胺接枝制备荷正电纳滤膜和性能探究[D]. 齐亚威. 浙江工业大学, 2019(02)
- [8]堆叠型氧化石墨烯纳滤膜分离性能及其净水机理研究[D]. 张鹏. 湖南大学, 2019(01)
- [9]基于单宁酸的聚四氟乙烯复合纳滤膜的制备及性能研究[D]. 郝丽婷. 浙江理工大学, 2019(06)
- [10]纳滤膜新型材料研究[J]. 赵凤阳,姜永健,刘涛,叶纯纯. 化学进展, 2018(07)