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高性能聚砜中空纤维膜的研制

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摘要

第一章 绪论

1.1 分离膜及膜分离技术

1.2 膜分离技术的发展概况

1.3 膜分离技术的特点及分类

1.3.1 膜分离技术的特点

1.3.2 膜分离过程的分类

1.4 中空纤维微滤膜的制备

1.4.1 溶液纺丝制膜法

1.4.2 熔融纺丝-拉伸制膜法

1.4.3 热致相分离法制膜

1.5 微滤膜的结构

1.5.1 底面皮层

1.5.2 皮层

1.5.3 支撑层

1.6 微滤膜的应用

1.6.1 电子工业

1.6.2 医药卫生

1.6.3 海水淡化及水处理

1.6.4 食品及饮料工业

1.7 选题意义及研究内容

1.7.1 选题意义

1.7.2 研究内容

第二章 实验药品及测试方法和原理

2.1 实验试剂和仪器

2.1.1 实验试剂及原材料

2.1.2 实验仪器

2.2 聚砜中空纤维膜的制备

2.3 材料的表征方法

2.3.1 膜通量测试

2.3.2 扫描电子显微镜测试(SEM)

第三章 铸膜液组成对中空纤维膜结构和性能的影响

3.1 概述

3.1.1 聚合物浓度对中空纤维膜结构和性能的影响

3.1.2 溶剂对中空纤维膜结构和性能的影响

3.1.3 添加剂对中空纤维膜结构和性能的影响

3.2 实验部分

3.2.1 不同聚砜浓度的铸膜液的制备

3.2.2 不同复合成孔剂含量的聚砜铸膜液的制备

3.2.3 以无机盐溶液为添加剂聚砜铸膜液的制备

3.2.4 以乙醇为添加剂聚砜铸膜液的制备

3.2.5 以甘油酯为添加剂聚砜铸膜液的制备

3.2.6 聚砜/磺化聚砜的共混铸膜液的制备

3.3 结果与讨论

3.3.1 聚砜浓度对中空纤维膜结构及性能的影响

3.3.2 添加剂对聚砜中空纤维膜结构及性能的影响

3.4 小结

第四章 纺丝工艺对聚砜中空纤维膜结构与性能的影响

4.1 概述

4.2 实验部分

4.2.1 铸膜液温度对聚砜中空纤维膜结构与性能的影响

4.2.2 凝固浴温度对聚砜中空纤维膜结构与性能的影响

4.2.3 泵供量对聚砜中空纤维膜性能的影响

4.2.4 空气间隙对聚砜中空纤幺伽莫性能的影晌

4.2.5 芯液量与浓度对聚砜中空纤维膜结构与性能的影响

4.2.6 卷绕速率对聚砜中空纤维膜结构与性能的影响

4.2.7 后拉伸对聚砜中空纤维膜结构与性能的影响

4.3 结果与讨论

4.3.1 铸膜液温度对聚砜中空纤维膜性能的影响

4.3.2 凝固浴温度对聚砜中空纤维膜性能的影响

4.2.3 泵供量对聚砜中空纤维膜性能的影响

4.2.4 空气浴对聚砜中空纤维膜性能的影响

4.2.5 芯液量与浓度对聚砜中空纤维膜结构与性能的影响

4.2.6 卷绕速率对聚砜中空纤维膜结构与性能的影响

4.2.7 后拉伸对聚砜中空纤维膜结构与性能的影响

4.4 小结

第五章 后处理对聚砜中空纤维膜结构与性能的影响

5.1 概述

5.2 实验部分

5.2.1 乙醇和水浸泡对聚砜中空纤维膜结构和性能的影响

5.2.2 甘油浸泡对聚砜中空纤维膜结构和性能的影响

5.3 结果与讨论

5.3.1 乙醇浸泡对中空纤维膜性能的影响

5.3.2 甘油浓度对中空纤维膜性能的影响

5.4 小结

第六章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

硕士期间发表的论文和申请专利

致谢

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摘要

本课题以聚砜为原材料、N-N二甲基乙酰胺为溶剂,采用干-湿法纺丝工艺,制备6 cm水柱的超低压力下大水通量聚砜中空纤维膜,为无外加动力的野外用饮水器滤芯的开发奠定了基础。实验讨论了聚砜浓度、添加剂种类及含量、纺丝工艺以及后处理工艺对中空纤维膜结构与性能的影响。
  论文讨论了聚砜浓度对中空纤维膜水通量的影响。聚砜含量由17%下降到13%,膜的水通量由79 s/滴增大到17 s/滴。环境扫描电镜图中显示随着聚砜浓度的降低,中空纤维膜表面致密层厚度降低,孔径变大且贯穿率高。
  论文研究了添加剂种类及添加量对中空纤维膜水通量的影响。实验中发现随着聚砜浓度不变时,随着复合成孔剂的加入量的增加,膜的水通量由80 s/滴降低至271s/滴;随着无机盐溶液的加入,膜的水通量由30s/滴降低至40 s/滴;随着乙醇的加入,膜的水通量由30 s/滴增大到12 s/滴;随着甘油酯的加入,膜的水通量由64 s/滴增大到43 s/滴;随着磺化聚砜的加入,膜的水通量由121 s/滴降至基本无通量。
  论文研究了纺丝工艺条件对中空纤维膜水通量的影响。实验中发现随着铸膜液温度的提高,膜的水通量增大;随着凝固浴温度提高,膜的水通量增大;随着泵供量的增大,膜的水通量降低;随着空气浴高度的增大,膜的水通量先增大后降低;随着芯液量的增大,膜的水通量增大;随着芯液浓度的提高,膜的水通量增大;卷绕速率和纺丝中的后拉伸对膜的水通量影响随铸膜液的组成的变化而有所不同。
  论文研究了后处理工艺条件对中空纤维膜水通量的影响。实验发现中空纤维膜使用乙醇浸泡后,膜的水通量变大;中空纤维膜使用甘油浸泡后,膜的水通量保持较好。

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