聚丙烯腈超滤膜的制备及改性研究

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1、分类号：TQ028.8单位代码：10190研究生学号：201506023密级：公开硕士学位论文吕晨伟2018年6月聚丙烯腈超滤膜的制备及改性研究PreparationandModificationofPolyacrylonitrileUltrafiltrationMembrane硕士研究生：吕晨伟导师：杨亚楠教授申请学位：理学硕士学科：高分子化学与物理所在单位：化学工程学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：长春工业大学摘要I摘要摘要为了解决高分子量膜用聚丙烯腈（PAN）在制膜过程中铸膜液粘度大，成膜困难，超滤性能差的问题，本论文首先讨论了高分子量聚丙烯腈超滤膜的制备方法，以聚乙

2、烯吡咯烷酮（PVP）和无机盐氯化锂（LiCI）作为添加剂，通过L-S相转化法制备PAN超滤膜。采用铸膜液粘度测试、扫描电镜（SEM）、力学性能测试、超滤实验等表征手段，探究不同的PAN、PVP、LiCl浓度对超滤膜结构和性能的影响。通过实验得到最佳铸膜液组成为：PAN浓度为15wt%，复合添加剂为3wt%LiCl和4wt%PVP，此时得到的PAN超滤膜有较好的指状孔结2构，达到最高水通量J：338.2L/m·h，较高截留率R：98.6%。为了改善PAN超滤膜的亲水性和抗污染能力，探究了PAN材料水解制备的超滤膜对性能的影响。比较发现，这种水解改性膜的亲水性和超滤性能都明显优于原PA

3、N膜。改性后的PAN超滤膜不仅抗污染性能力强，还有一定的pH响应性，拓宽了PAN超滤膜的应用范围，延长了使用寿命。膜生物反应器（MBR）是将传统的生物反应器和膜分离技术相结合的污水处理系统，是膜应用的重要方面。本文采用―絮凝+MBR+活性炭‖的方法综合处理ABS生产废水，以PAC为絮凝剂，阴离子型PAM为助凝剂，混凝法处理废水，通过控制处理条件，使絮凝处理达到更好效果；MBR对废水的有机物和悬浮物有很好的降解和拦截作用，强化了废水处理效果，使出水COD稳定在一个较低的水平；最后ABS废水由活性炭单元处理后，出水COD的平均浓度为47mg/L，出水SS值为20mg/L，出水pH平均为

4、7.35，出水无色无味、透明澄清，达到国家一级A排放标准（GB18918-2002）。关键词：PAN超滤膜水解改性MBRABS废水IIAbstractAbstractInordertosolvethehighviscosityofpolyacrylonitrile(PAN)intheprocessoffilmcastingliquidfilm,thispaperdiscussedthepreparationmethodofhighmolecularpolyacrylonitrileultrafiltrationmembrane.ThecastingsolutionincludesD

5、MAc,NMP,PVPandLiCI.WepreparedPANultrafiltrationmembranebyUsingsol-gelphaseconversionmethod.TheanalysesofSEM,MechanicalpropertiestestandUltrafiltrationperformancetestshowedthateffectsofdifferentPAN,PVP,andLiClconcentrationsonthestructureandpropertiesofultrafiltrationmembranes.thebestcastingsolu

6、tioncompositionwasascertained:ThePANconcentrationis15wt%,andthecompositeadditiveis3wt%LiCland4wt%PVP.Inthiscomposition,thePANultrafiltrationmembranehasagoodfinger2porestructure,achievedthehighestwaterflux(338.2L/m•h)andthehigherrejectionrate(98.6%).Inordertoimprovethehydrophilicityandanti-poll

7、utionabilityofPANultrafiltrationmembranes,WehydrolyzedthePANmaterial.Itwasfoundthatthehydrophilicityandultrafiltrationperformanceofthehydrolysismodifiedmembraneswerebothexcellent.themodifiedPANultrafiltrationmembranenotonlyhasstronganti