膜蒸馏用膜的制备、改性及分离性能研究.pdf

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1、学校代码10608学号2012081703336分类号069密级公开碩士学隹论文膜蒸馏用膜的制备、改性及分离性能研究研究生姓名：刘楠楠导师姓名职称；卢彦越教授学科专业：生物化工所属学院：化学化工学院年级：2012级论文完成时间：2015年3月分类号：O69密级：公开硕士研究生学位论文论文题目膜蒸馏用膜的制备、改性及分离性能研究专业生物化工研究方向膜分离技术研究生刘楠楠指导教师卢彦越教授论文起止日期2014年9月至2015年3月论文独创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立撰写完成的。除文中己经注明引

2、用的内容外，本论文不含其他个人或其他机构己经发表或撰写过的研究成果，也没有剽窃、抄袭等违反学术道德规范的侵权行为。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人愿意承担由本声明而引起的法律责任。研究生签名:对摘柳曰期:妹年Z月/*/曰论文使用授权声明本人完全了解广西民族大学有关保留、使用学位论文的规定。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子文档，可以釆用影印、缩印或其他复制手段保存、汇编学位论文。除在保密期内的保密论文外，允许学位论文被査阅和借阅，可以公布(包括刊登）论文的全部或部

3、分内容。研究生签名：糾输糊日期：抓年z月n曰导师签名：日期年$月丨7曰膜蒸馏用膜的制备、改性及分离性能的研究摘要膜蒸馏(membranedistillation,MD)就是把膜应用到蒸馏装置中，利用膜两侧的温度差所引起的传递组分的蒸汽压力差为传质驱动力以达到物质分离的目的。膜蒸馏装置根据应用不同可以分为直接接触膜蒸馏、真空膜蒸馏、气扫式膜蒸馏、气隙式膜蒸馏等，在本文中主要研究的是直接接触膜蒸馏用PVDF平板膜的制备、改性及分离性能。在PVDF平板膜制备过程中，分别考察了凝胶浴温度、停留时间及添加剂用量对所制备膜结构和性能的影

4、响。通过正交实验可以得出如下结果：三个因素对PVDF平板膜结构和性能的影响顺序为添加剂用量>停留时间>凝胶浴温度。在该实验条件下，制备PVDF平板膜的最佳方案为：添加剂用量为3%（W/W），停留时间（5s），凝胶浴温度为（50℃）。本文使用了两种不同的方法（即共混改性和表面改性）进行改性实验：a、以共混改性制备PVDF平板膜的过程中，本论文设置了两组对比：SiO2与TiO2，Al2O3与TiO2分别共混；甘油/TiO2，PMMA/TiO2分别共混改性。在共混改性实验中通过控制混合添加剂的比例去考察所制的膜的性能，结果表明甘油

5、/TiO2共混后制得的膜效果较好，并且最佳用量为TiO23%（W/W）、甘油0.4g。b、在表面改性的过程中，考察了PEG-600的用量、温度、硬脂酸丙酮溶液的浓度、纳米TiO2粉末颗粒的加入量、在硬脂酸丙酮溶液中的浸泡时间等因素对所制得的PVDF平板膜结构和性能的影响。结果表明在该实验条件下的最佳改性方案为：在硬脂酸丙酮溶液中浸泡时间为3h，硬脂酸丙酮溶液的浓度为0.05mol/L，PEG-600的加入量为6ml，纳米颗粒TiO2粉末的加入添加量为0.2g，温度为50℃。最后通过超滤杯、扫描电镜（SEM）、傅里叶红外光谱分

6、析仪（FTIR）、接触角测量仪等仪器对制备的改性PVDF膜进行分析测试，得到如下结论：改性后的PVDF平板膜通量高于改性前，截留率比改性前也要高，并且改性后膜表面呈现的是微米结构，此结构是导致疏水的原因，从而说明改性是可行的。最后把改性后的膜应用到直接接触膜蒸馏装置中，研究料液温度、料液浓度和料液流速等因素对蒸馏过程的影响。通过实验得到膜蒸馏运行中最优的实验条件如下：料液温度为50℃左右最为适宜；考虑到浓差极化对膜污染的影响，选取料液浓度为15g/L；而料液流速对膜蒸馏通量的影响比较显著，因此实验选取5L/h作为实验的一个最

7、优选择。同时在较优的实验条件（料液温度50℃、料液浓度15g/L和料液流速5L/h）下对所制得的膜应用脱盐实验去分析性能，冷却水侧冷却水的电导率值基本没有变化，表面改性后PVDF平板膜的脱盐率可以达到90%左右。关键词：PVDF平板膜结构与性能改性膜蒸馏IIPREPARATION、MODIFICATIONOFMEMBRANEDISTILLATIONWITHMEMBRANEANDSTUDYOFITSSEPARATIONPERFORMANCEABSTRACTAsfaraswesayMDisappliedtothemembrane

8、distillationdevicetoseparatethematerialsbyusingmasstransferdrivingforcecausesbysteampressuredefferenceonbothsidesofthecomponents.Accordingtodiffe