学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

介孔SiO_2/聚酰胺反渗透复合膜的制备

作　者: 王丽
导　师: 高从堦
学　校: 中国海洋大学
专　业: 海洋化学
关键词: 单分散 球形颗粒 氨基化 介孔二氧化硅 膜通量
分类号: P747
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 118次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


反渗透已成为海水和苦咸水淡化最经济的技术之一。但目前反渗透复合膜仍然存在能耗大、选择性差、易污染、通量有限等不足,使得反渗透技术获得淡水的成本仍比较高。因此,研究制备高通量、选择性好、低能耗的新型海水淡化反渗透复合膜是十分必要的。介孔二氧化硅(SiO2)材料突破了常规分子筛孔径过小的限制,将孔径从微孔扩展到介孔领域；且介孔SiO2表面存有大量的羟基,易于对其进行改性。本论文旨在制备出介孔SiO2和氨基化的介孔SiO2分子筛,并将制备出的分子筛添加至聚酰胺反渗透复合膜中以改善聚酰胺反渗透复合膜的性能。以十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)为模板剂,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,甲醇为共溶剂,氢氧化钠为催化剂,采用水热法制备出具有粒径单一分散特性的不同大小、高度有序的介孔SiO2球形颗粒。考察了体系中CTAC浓度、TEOS浓度、甲醇的比率和温度等条件对球形SiO2粒径及分散性的影响。实验结果表明：在温度为25℃时,CTAC的浓度为0.024mol/L、TEOS的浓度为0.0096mol/L、甲醇比率为0.50时,制备的介孔Si02分散性最好、粒径较均匀。合成的单分散球形Si02具有有序的六方相介孔结构和较高的比表面积。以3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)和TEOS为硅源,采用共缩聚法制备出了单一分散的氨基化介孔SiO2球形颗粒。结果表明,当APTES的添加量小于15%时,合成的球形颗粒具有较好的分散性。分析结果表明,氨基成功的导入到介孔SiO2颗粒中,并且合成的球形颗粒具有较大的孔径和比表面积。将制备的介孔SiO2及氨基化介孔SiO2球形颗粒添加到聚酰胺的表面薄层中,对聚酰胺反渗透复合膜进行掺杂改性。结果发现改性后的膜通量得到了明显的提高。通过扫描电子显微镜(SEM)观察了反渗透复合膜的表面和断面结构,并结合能量弥散光谱(EDS)得到膜的组成元素种类及含量。结果表明膜的表面呈峰谷结构；加入的球形颗粒分散在膜表面；EDS验证了改性后的膜皮层中含有介孔Si02颗粒和氨基化的介孔Si02颗粒。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-11
0 前言  11-12
1 文献综述  12-28
  1.1 反渗透膜发展概况  12-13
  1.2 反渗透复合膜的制备方法  13-16
  1.3 聚酰胺反渗透复合膜的研究进展  16-19
    1.3.1 聚酰胺反渗透复合膜的结构  16
    1.3.2 聚酰胺反渗透复合膜材料  16-17
    1.3.3 聚酰胺反渗透复合膜的改性  17-19
  1.4 纳米分子筛/聚酰胺反渗透复合膜的研究进展  19-21
  1.5 介孔二氧化硅材料及其改性  21-26
    1.5.1 介孔二氧化硅材料  21-23
    1.5.2 介孔二氧化硅材料的改性  23-26
  1.6 本文选题依据和主要研究内容  26-28
2 单分散球形介孔二氧化硅的合成与表征  28-43
  引言  28
  2.1 实验部分  28-30
    2.1.1 实验原料  28-29
    2.1.2 仪器和装置  29
    2.1.3 介孔二氧化硅的合成  29
    2.1.4 样品表征  29-30
  2.2 结果与讨论  30-41
    2.2.1 表面活性剂浓度对二氧化硅分散性及粒径的影响  30-32
    2.2.2 TEOS的浓度对二氧化硅分散性及粒径的影响  32-34
    2.2.3 甲醇比率对二氧化硅分散性及粒径的影响  34-35
    2.2.4 合成温度对二氧化硅颗粒分散性及粒径的影响  35-37
    2.2.5 样品的XRD分析  37-38
    2.2.6 样品的孔分布特征  38-41
    2.2.7 样品的HRTEM图像分析  41
  2.3 本章小结  41-43
3 氨基化单分散球形介孔二氧化硅的制备与表征  43-52
  引言  43
  3.1 实验部分  43-45
    3.1.1 实验原料  43-44
    3.1.2 仪器和装置  44
    3.1.3 氨基化介孔二氧化硅的制备  44-45
    3.1.4 样品表征  45
  3.2 结果与讨论  45-51
    3.2.1 元素分析  45-46
    3.2.2 APTES添加量对氨基化介孔二氧化硅分散性的影响  46-47
    3.2.3 红外光谱表征  47-48
    3.2.4 XRD和HRTEM表征  48-50
    3.2.5 BET分析结果  50-51
  3.3 本章小结  51-52
4 介孔SiO_2/聚酰胺反渗透复合膜的制备及性能评价  52-64
  引言  52
  4.1 实验部分  52-56
    4.1.1 实验原料  52-53
    4.1.2 仪器和装置  53-54
    4.1.3 复合膜的制备  54-55
    4.1.4 反渗透复合膜的分离性能评价  55-56
    4.1.5 接触角  56
    4.1.6 反渗透复合膜的结构表征  56
  4.2 介孔SiO_2颗粒含量对聚酰胺反渗透复合膜性能的影响  56-57
    4.2.1 介孔SiO_2颗粒含量对复合膜亲水性的影响  56-57
    4.2.2 介孔SiO_2颗粒含量对复合膜水通量和脱盐率的影响  57
  4.3 氨基化介孔SiO_2颗粒含量对聚酰胺反渗透复合膜性能的影响  57-58
    4.3.1 氨基化介孔SiO_2颗粒含量对复合膜亲水性的影响  57-58
    4.3.2 氨基化介孔SiO_2颗粒含量对复合膜水通量和脱盐率的影响  58
  4.4 复合膜超薄活性层结构的表征  58-63
    4.4.1 扫描电镜  59-62
    4.4.2 能量弥散光谱(EDS)  62-63
  4.5 本章小结  63-64
5 结论  64-66
参考文献  66-73
个人简历、硕士期间已发表的论文  73-74
致谢  74

相似论文

  1. 粉末活性炭—超滤工艺处理微污染地表水试验研究,X703
  2. PS/SiO_2核壳复合微球的制备,TB383.4
  3. 纳米硅胶表面分子印记聚合物的制备及其在毒死蜱农药残留检测中的应用,TQ450.263
  4. 新型膜生物反应器处理印染废水的研究,X703.1
  5. 分步水热处理制备单分散胶体碳微球的研究,TB383.1
  6. 酶膜反应器与离交法耦联制备酪蛋白磷酸肽,TQ936
  7. 单分散壳聚糖纳米粒子的制备及其载体应用的研究,TB383.1
  8. 超滤系统在水厂升级改造中的中试研究及应用,X703
  9. 自稳定沉淀聚合制备马来酸酐—双环戊二烯共聚物微球,O631.3
  10. 光活性聚合物微球制备及其表面光引发改性研究,O631.3
  11. 分级纳米结构的铁—硫族元素化合物合成及表征,TB383.1
  12. 自稳定沉淀聚合制备单分散苯乙烯/马来酸酐共聚物微球增长方式的研究,TQ316.3
  13. 自稳定沉淀聚合制备α-甲基苯乙烯—马来酸酐共聚物微球及其再引发性能的研究,TQ316.334
  14. 膜结晶制备蛋白质晶体的传质过程研究,Q51
  15. 单分散SiO_2微球及蛋白石结构光子晶体的制备,O782
  16. 中孔分子筛（SBA-15，KIT-6）负载的钴基催化剂的费—托合成性能研究,TQ529.2
  17. 头孢菌素C高产菌株发酵及发酵液预处理的研究,R915
  18. 单分散二氧化硅微球及核壳结构材料的制备与研究,TB383.1
  19. 流体脉冲喷射系统设计与均匀微粒制备研究,TF37
  20. 基于微流控技术制备单分散性载药微球及体外释放研究,R94

中图分类: > 天文学、地球科学 > 海洋学 > 海洋资源与开发 > 海水淡化
© 2012 www.xueweilunwen.com