互穿PVA/PAN纳米纤维复合水净化膜的研究

摘要

通过静电纺丝技术可以有效地制备聚合物纳米纤维膜，跟其他水处理膜相比，此种技术拥有极大的优势。静电纺丝纳米纤维膜高孔隙率、高连通性的多孔结构使水通过时具有较低的流体阻力，因而具有高通量、低能耗的特点;同时，电纺膜有着比表面积大、孔径可调、容易改性的特点，通过吸附或者过滤对污染物有很高的截留率。因此，电纺纳米纤维膜在过滤和吸附重金属离子方面有着广泛的应用。
　　本研究采用双喷头静电纺丝新工艺，以聚乙烯醇(PVA)和聚丙烯腈(PAN)为原料，制备了具有新颖互穿结构的静电纺纳米纤维复合微滤膜。该膜由两部分构成，其中直径比较大的PVA纤维作为骨架，直径较小的PAN纤维作为功能组分。测定了所制备的纳米纤维复合膜的几何特征，并讨论了纺丝参数对孔隙度、孔径及分布，纤维直径及分布的影响。另外，通过改变溶液输送方式可以得到层层结构的复合膜。使用戊二醛的丙酮溶液对PVA组分进行交联处理，拉伸试验和相关测试表明，交联处理后膜的力学性能和耐久性得到了提高。对PAN组分进行了表面接枝和水解改性处理，可以得到带正电荷或负电荷的功能化纳米纤维复合膜，分别用于去除污水中的重金属铬和镉离子，表现出优异的吸附性能。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 静电纺丝

1．1．1 静电纺丝技术介绍

1．1．2 可静电纺丝的聚合物

1．1．3 静电纺丝复合纳米纤维

1．2 原料介绍

1．2．1 聚乙烯醇

1．2．2 聚丙烯腈

1．2．3 聚乙烯胺

1．3 重金属污染

1．3．1 重金属污染的危害

1．3．2 重金属污染的处理方法

1．3．3 静电纺丝纳米纤维膜用于重金属离子的吸附

1．4 课题研目标与研究内容

1．4．1 研究目标

1．4．2 研究内容

第二章 PVA／PAN纳米纤维复合膜的结构与形貌

2．1 前言

2．2 实验部分

2．2．1 实验试剂及材料

2．2．2 实验仪器和设备

2．2．3 实验方法

2．2．4 表征测试

2．3 结果与讨论

2．3．1 电纺膜形貌特征

2．3．2 不同纺丝液浓度对纤维直径及其分布的影响

2．3．3 不同纺丝液浓度对电纺膜孔径及其分布的影响

2．3．4 通过聚合物析出法研究膜的结构

2．3．5 双喷头不同的平移方式对结构的影响

2．4 本章小结

第三章 PVA／PAN纳米纤维复合膜的改性

3．1 前言

3．2 实验部分

3．2．1 实验试剂及材料

3．2．2 实验仪器和设备

3．2．3 实验方法

3．2．4 表征测试

3．3 结果与讨论

3．3．1 表面改性

3．3．2 形貌特征

3．3．3 组成

3．3．4 力学性能

3．4 本章小结

第四章 功能化纳米纤维复合膜对重金属离子的吸附

4．1 前言

4．2 实验部分

4．2．1 实验试剂及材料

4．2．2 实验仪器和设备

4．2．3 实验方法

4．3 结果与讨论

4．3．1 接触时间对吸附的影响

4．3．2 吸附动力学

4．3．3 吸附热力学

4．3．4 动态吸附

4．3．5 解吸附与膜再生

4．4 本章小结

第五章 结论

参考文献

致谢

作者和导师简介