基于超滤膜的功能化及其性能的研究

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1、天津大学硕士学位论文超滤膜的功能化及其性能的研究姓名：郑丽利申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：苏延磊20090601摘要作为一种绿色高效的新型分离技术，超滤技术越来越多的应用于工业应用领域。超滤膜作为其中的组件，起着重要的分离作用。目前，关于超滤膜的智能化和功能化的研究越来越多。本论文主要考察制备的超滤膜的刺激响应性、反应功能、吸附功能，同时膜污染是制约超滤应用的瓶颈，实验中也考察了膜的抗污染性能。在NaOH溶液中水解，制备含有丰富的羧酸根基团的聚丙烯腈(PAN)超滤膜，然后考察制备膜的亲水性能、对外界环境的刺激响应性能。接触角数据表明制备

2、膜的亲水性能增强。在高pH值条件下，膜的纯水通量是降低的；在低pH值和盐浓度增大的情况下，纯水通量是增大的，且在pH值情况下，通量变化是可逆的，但是在盐溶液条件下，纯水通量变化不是可逆的。采用浸泡的方法，将纳米银颗粒还原到水解PAN超滤膜上，制成反应功能化超滤膜，催化还原对硝基苯酚。实验结果表明：制备的反应超滤膜具有一定的催化活性，可将对硝基苯酚还原成对氨基苯酚，但存在的缺点是反应转化率下降比较快，由原来的100％下降到20％左右，有待于进一步改进。考察了聚醚砜(PES)超滤膜对亚甲基蓝分子的吸附作用。由于PES膜上带有负电荷，亚甲基蓝分子是带正电

3、荷的，通过二者的静电相互作用力，PES超滤膜可以吸附亚甲基蓝分子。静态吸附实验结果表明：在高pH值和低盐浓度条件下，PES超滤膜可对亚甲基蓝分子产生吸附量增大，相反条件下，PES超滤膜对亚甲基蓝分子吸附量相应降低。超滤实验数据表明：在高pH值和低盐浓度条件下，PES超滤膜可对亚甲基蓝分子的截留率增大，相反条件下，PES超滤膜对亚甲基蓝分子截留率降低。将PAN、聚偏氟乙烯(PVDF)、PES分别与PVA共混，制备了共混超滤膜，并对抗污染性能进行了评价。共混过程中，由于氢键的引入，使得膜的结构发生变化；接触角数据表明PAN／PVA共混膜的亲水性能先增大

4、后减小，PVDF／PVA共混膜的亲水性能是增大的；超滤实验数据表明：由于孔的变化，PAN／PVA共混膜的纯水通量及BSA截留率下降，但是通量恢复率及BSA抗污染效果提高；PvDF／PVA共混膜的BSA截留率比较低，但是可逆污染指数较小，表现了良好的抗污染性能。PES／PVA共混膜BSA截留率及纯水通量恢复率都保持在较高水平，表现了很好的抗污染性能。关键词：超滤；刺激响应性；功能化；抗污染性能；聚乙烯醇；ABSTRACTAsagreenandenergy—efficientseparationtechnology,ultrafiltrationisu

5、sedinindustrialapplicationfieldsmoreandmore．Ultrafiltrationmembranesplayanimportantruleofseparationasonepartofthefiltration．Therearemoreandmoreresearchesabouttheintellectualizationandthefunctionalizationofultrafiltrationmembraneatpresent．Inthisdissertation，thestimulativerespon

6、sibility,responsefunctionandadsorptionfunctionoftheself-madeuitrafiltrationmembranewerestudied．Atthesametime，membranefoulingconstitutesabottleneckofultrafiltrationdevelopment，andinthisdissertation，theunti-foulingofthemembranewasstudiedalso．Themembranehadlotsofcarboxyliciongrou

7、psthroughhydrolyzingtheself-madePANultrafiltrationmembraneintheNaOHsolution．ThenthehydrophilicityandthestimulativeresponsibilitytotheextemaienvironmentofthehydrolyzedPANmembranewerestudied．ThedataofstaticcontactangleshowedthatthehydrophilicityofhydrolyzedPANmembraneimproved．Th

8、epurewaterfluxofhydrolyzedPANmembranedecreasedunderhighpHvalu