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含TiO_2复合膜及其过滤性能研究

作　者: 邓杰博
导　师: 柳丽芬
学　校: 大连理工大学
专　业: 水科学与技术
关键词: 纳米TiO2 抗污染复合膜
分类号: TQ028.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 241次
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内容摘要

水处理过程中膜分离技术普遍存在问题：一是膜的成本相对较高，二是膜易发生污染，这直接影响膜分离过程的效率和经济性。本文针对膜材料成本、性能和膜污染的问题，为开发低成本、抗污染复合膜，采用溶胶-凝胶TiO₂制备复合膜，或将其与有机高分子溶液混合获得铸膜液，在价格低廉的工业织物滤布支撑基体上经浸渍，涂敷处理制备耐污染复合膜。通过对复合膜结构与性能进行研究，以期获得一种亲水性强，抗污染性能优越而且成本较低的新型复合膜材料。（1）采用溶胶-凝胶法制备含TiO₂的前驱体通过与聚砜成分混合成铸膜液，再采用浸渍或刮膜的方式，以相转化法在工业滤布上制成低成本，抗污染的有机-无机复合膜。结果表明：纳米TiO₂能很好地与有机物结合形成均匀密致表层和疏松网状内层结构的复合膜，且表现出较大的水通量、较好的截流性能（对高岭土、酵母菌的平均截留率达到95％以上）及良好的抗污染性能。获得的复合膜有较好耐用性能，在水处理中有很好的应用前景。（2）以具有高度亲水性的天然聚合物—壳聚糖为原料，添加亲水性助剂聚乙二醇（PEG）和无机小分子二氧化钛（TiO₂），采用表面涂敷的方法在涤纶布和聚丙烯无纺布基质膜上制备了壳聚糖改性复合膜。结果表明：随着涂敷液中壳聚糖浓度的增大（0％到2％），复合膜的纯水通量逐渐减少，对高岭土悬浊液的截留率逐渐增大，在相同条件下，以涤纶为基膜的复合膜的纯水通量比无纺布为基膜的复合膜大，而截留率比无纺布复合膜小。壳聚糖改性复合膜具有良好的耐污染性能，当铸膜液中CH₃COOH、PEG、TiO₂质量浓度分别为2％、4％、1％，壳聚糖浓度为1％时最佳，添加TiO₂能改善膜抗污染性能，但对膜的使用周期有少许影响。污染后简单水洗或者用清洗液浸泡，复合膜的通量恢复百分比和通量衰减速率都好于未涂敷的基膜。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
引言  9-10
1 综述  10-24
  1.1 分离膜的发展与现状  10-11
  1.2 膜技术在水处理中的应用及其污染防治技术研究现状  11-18
    1.2.1 水处理膜技术的研究状况  11-13
    1.2.2 膜污染机制的研究  13-14
    1.2.3 膜污染防治技术的研究  14-18
  1.3 纳米技术的研究现状及在复合膜中的应用  18-24
    1.3.1 纳米材料  19-20
    1.3.2 纳米TiO_2在复合膜中的应用  20-24
2 研究目的、意义与内容  24-25
  2.1 研究的目的和意义  24
  2.2 研究内容  24-25
3 TiO_2有机-无机复合膜的制备及其性能研究  25-31
  3.1 溶胶-凝胶法制备亲水性TiO_2薄膜的基本原理  25-26
  3.2 实验部分  26-27
    3.2.1 试验药品与仪器  26
    3.2.2 实验装置  26-27
    3.2.3 实验方法  27
  3.3 结果与讨论  27-31
    3.3.1 TiO_2有机-无机复合膜的微观结构  27-28
    3.3.2 TiO_2有机-无机复合膜的性能考察  28-31
4 TiO_2/聚砜耐污染复合膜的制备及其性能研究  31-42
  4.1 实验部分  31-33
    4.1.1 试验药品与仪器  31-32
    4.1.2 实验装置  32
    4.1.3 实验方法  32-33
  4.2 结果与讨论  33-41
    4.2.1 含TiO_2聚砜的共混铸膜液制备有机-无机复合膜及其性能考察  33-41
  4.3 本章小结  41-42
5 TiO_2/壳聚糖耐污染复合膜制备与性能表征  42-55
  5.1 试验部分  42-45
    5.1.1 实验药品及设备  42-43
    5.1.2 实验装置  43
    5.1.3 实验方法  43-45
  5.2 结果与讨论  45-53
    5.2.1 复合膜形态及分子结构  45-47
    5.2.2 复合膜截流性能  47-49
    5.2.3 壳聚糖改性复合膜的抗污染性能的考察  49-53
  5.3 本章小结  53-55
结论  55-57
参考文献  57-66
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  66-67
致谢  67-68

含TiO_2复合膜及其过滤性能研究

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