纳米磁性复合超滤膜中粒子分布改性技术研究

摘要

采用化学共沉淀法制备出粒径较小且分布较窄的改性纳米Fe3O4粒子。经偶联改性单因素实验得出较佳的偶联反应条件为:偶联剂KH560的添加量为30mL;偶联反应时间为30min;分离洗脱方法为0.8T磁场吸引下,先经2次,乙醇洗脱,再用1次DMF洗脱。经此法制出的改性粒子经zata电位仪检测,其平均粒径为29.55nm±15nm,在此范围内的粒子占总量的99.9％;经XRD衍射光谱分析鉴定物相为Fe3O4;经红外光谱分析得知改性粒子与偶联剂之间存在化学键结合;经透射电镜观察改性后的粒子呈椭球形;综合微观考察和表观考察结果,确定改性后粒子有效保存期为60天。
　　 制备出了纳米Fe3O4粒子均匀分布更佳的磁性复合超滤膜。将改性后的纳米Fe3O4粒子加入超滤膜中,制成改性Fe3O4-PSF磁性复合超滤膜。经密度、纳米Fe3O4粒子含量和孔径分布三个方面的宏观考察和扫描电镜观察形貌和Fe元素分布两个方面微观考察,比较分析改性前后纳米Fe3O4粒子在Fe3O4-PSF磁性复合超滤膜的分布均匀性。结果表明:改性后的纳米Fe3O4粒子在磁性复合超滤膜中的分布较改性前更为均匀,且在改性后的磁性复合超滤膜中未出现粒子团聚现象,改性效果明显。
　　 改性后的磁性复合超滤膜未改变其特殊性能。测定改性前后磁性复合超滤膜纯水通量随磁场的变化关系,得出改性后的磁性复合超滤膜水通量为0.79L/m2·h,基本不随磁场变化而变化,与改性前基本一致;以聚乙二醇6000和聚乙二醇10000为分离对象,考察磁场对磁性复合超滤膜截留率的影响,发现改性前后的磁性复合超滤膜在不同磁场下对聚乙二醇6000和聚乙二醇10000的截留率呈现几乎相同的变化趋势,表明改性后的磁性复合超滤膜具有在磁场下的调节和约束作用,可以满足磁性超滤膜分离的要求。

目录

文摘

英文文摘

论文说明:图表目录

致谢

第一章 引言

1.1 问题的提出

1.2 国内外研究现状

1.2.1 纳米磁性材料改性研究现状

1.2.2 纳米磁性复合超滤膜研究现状

1.2.3 无机物在复合材料分散方面

1.3 主要研究内容

第二章 理论分析

2.1 纳米Fe3O4粒子合成方法选择

2.2 纳米Fe3O4粒子表面改性方法选择

2.3 表面活性剂的选择

2.3.1 改性粒子对表面活性剂的要求

2.3.2 表面活性剂的确定

第三章 纳米Fe3O4粒子改性研究

3.1 材料与方法

3.1.1 材料与设备

3.1.2 改性纳米Fe3O4粒子制备方法

3.1.3 改性纳米Fe3O4粒子表征分析

3.2 结果与分析

3.2.1 纳米Fe3O4粒子制备

3.2.2 改性纳米Fe3O4粒子表征

3.3 小结

第四章 改性粒子在磁性复合超滤膜中的应用

4.1 材料与方法

4.1.1 材料与设备

4.1.2 磁性复合超滤膜制备

4.1.3 改性前后磁性复合超滤膜均匀性考察

4.1.4 改性前后磁性复合超滤膜分离特性考察

4.1.5 超滤实验装置

4.2 结果与分析

4.2.1 改性前后磁性复合超滤膜均匀性考察

4.2.2 改性前后磁性复合超滤膜分离特性考察

4.3 小结

结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文