聚丙烯腈超滤膜的制备及改性研究

聚丙烯腈超滤膜的制备及改性研究

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时间:2018-10-16

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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

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