醋酸纤维素/聚丙烯腈复合超滤膜的制备

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。

目录

文摘

英文文摘

声明

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

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

3.4纳米Al2O3对铸膜液粘度的影响

3.5纳米Al2O3对膜表面形貌的影响

3.6纳米Al2O3对膜亲水性的影响

3.7纳米Al2O3对膜机械性能的影响

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凝固浴温度对膜结构的影响

4.2.2凝固浴温度对膜性能的影响

4.2.3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

攻读学位期间研究成果

致谢