学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

聚砜膜的制备及在印染废水中的应用

作　者: 邹高辉
导　师: 陈寅生
学　校: 东华大学
专　业: 环境工程
关键词: 聚砜超滤膜相转化聚乙二醇紫外辐照表面改性印染废水 COD
分类号: X791
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 297次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

本文以聚砜（PSf）为膜材料、二甲基乙酰胺（DMAc）为溶剂、高分子聚乙二醇（PEG）为添加剂,纯水为凝固液,通过不同含量的聚砜（15wt%、18wt%、20wt%）、不同分子量的聚乙二醇（400、600、800）和不同聚乙二醇含量得到不同制膜液组成,并由浸入沉淀相转化法制备不同制膜液组成的超滤膜。对不同组成和温度条件下制膜液的粘度、膜的厚度和膜的力学性能等物理性能进行了测试与研究。用自制超滤膜装置测定了膜的纯水通量和截留率,用扫描电境观察膜的表面形态和断面结构,研究了各影响因素对膜结构性能的影响,从而得到本研究范围内最优制膜工艺,并对相转化成膜机理进行了分析。结果表明:随着聚砜含量的增大,膜厚度、断裂强度增大;膜的通量逐渐减少而截留率逐渐增大;膜表面结构孔隙率减少,孔径稍变小,而断面结构由指状结构向海绵状过渡。不同分子量的聚乙二醇作为添加剂所成膜的性能结构有所不同,同时聚乙二醇的含量也对膜的性能结构有着重要影响,分子量和含量增大,膜的纯水通量增大,但降低了膜的截留性能;两者对膜的结构的影响作用类似,膜的表面孔径和孔隙率都有增大,断面结构大孔指状孔明显减少,逐渐变为海绵状孔。采用正交试验分析,得到本实验研究范围内最优聚砜膜的制备条件:聚砜含量18%,聚乙二醇分子量600为添加剂且含量为10%。同时,凝固液温度和压力增加也使膜的通量提高。为进一步提高聚砜超滤膜的亲水性能,提高其抗污染性,对实验制备的聚砜膜进行了改性。在不影响膜本身性能的条件下,不加任何光敏剂,以450ml/L乙醇溶液为改性剂,直接对膜表面进行紫外光辐照,从而改变聚砜膜的表面结构。主要考察了辐照时间对聚砜膜的性能结构的影响,研究了膜辐照前后断裂强度的变化,通过表面接触角测定仪、红外分析仪（FTIR）、扫描电境（SEM）、改性膜的纯水通量和截留性能等方法来表征膜辐照前后的结构性能变化。研究表明:聚砜膜断裂强度经辐照后强度变小;在乙醇溶液中紫外辐照后,开始纯水通量提高而截留率降低,但降低幅度不大,时间增加到一定时通量又降低,截留率变化也不大;表面接触角随辐照时间的增长而减小,表明改性后膜表面的亲水性得到明显改善;通过FTIR分析证实在聚砜膜表面产生了新的官能团;SEM实验证实反应只发生在聚砜膜的表面而非膜内部。聚砜膜经光化学改性取得了很好的效果。经过上述工艺制备的聚砜超滤膜,用于印染废水的处理,以自配印染废水和自制超滤装置为实验基础。考察了膜辐照前后的渗透通量,研究了在不同压力下超滤膜去除废水中的COD、浊度、色度的性能。实验结果表明:渗透通量随运行时间而逐渐变小,但经改性的膜通量减少幅度稍小;不同压力下的渗透通量也不同,压力增大膜的渗透通量也增大,通过运行性能的比较,选择0.04MPa为工作压力;超滤膜对COD的去除率为62%以上,对浊度的去除率94%,对色度的去除率为84%以上。并建立了本装置下聚砜超滤膜处理污水的凝胶层模型。超滤膜的凝胶化方程:△P/（u.J_W）=0.18063×10¹²V+11.0436×10¹²。本研究为聚砜膜最终成膜工艺优化和膜性能的改进及提高提供参考依据,为聚砜膜在工业废水中的应用提供参考。

全文目录

摘要  5-8
ABSTRACT  8-14
第一章绪论  14-30
  1.1 引言  14
  1.2 聚砜膜的研究现状  14-21
    1.2.1 聚砜类膜材料的介绍  14-16
    1.2.2 制膜方法  16-18
    1.2.3 浸入沉淀相转化法制膜  18
    1.2.4 影响膜结构性能的因素  18-19
    1.2.5 聚砜类膜和膜材的改性  19-20
    1.2.6 聚砜类膜的应用  20-21
  1.3 超滤膜的性质  21-24
    1.3.1 超滤定义  22
    1.3.2 超滤的分离理论  22-23
    1.3.3 超滤膜常用结构形态  23-24
    1.3.4 膜的污染  24
  1.4 印染废水及处理技术现状  24-26
    1.4.1 印染废水分析  24-25
    1.4.2 膜技术在处理印染废水中的应用  25-26
  1.5 本论文研究意义、内容及方法  26-30
    1.5.1 课题研究的背景及意义  26-27
    1.5.2 研究内容  27
    1.5.3 研究方法  27-28
    1.5.4 难点及存在的问题  28-30
第二章聚砜超滤膜的制备及性能研究  30-56
  2.1 前言  30-34
    2.1.1 浸入沉淀相转化法成膜机理  30-31
    2.1.2 膜孔结构的控制  31-34
  2.2 实验药品及设备  34-35
    2.2.1 实验药品及规格  34
    2.2.2 实验主要仪器  34-35
  2.3 实验方法  35-38
    2.3.1 聚砜超滤膜的制备  35-36
    2.3.2 膜厚度的测定  36
    2.3.3 膜的断裂强度及伸长率的测定  36
    2.3.4 粘度的测定  36
    2.3.5 膜的纯水通量及截留率的测定  36-38
    2.3.6 聚砜膜超微结构的观察  38
    2.3.7 操作压力对聚砜膜性能影响测定  38
  2.4 结果与讨论  38-50
    2.4.1 膜厚度的测定分析  38-39
    2.4.2 聚砜含量对膜拉伸断裂形变分析  39-40
    2.4.3 不同分子量和不同含量的PEG对制膜液粘度影响  40-41
    2.4.4 同一分子量不同含量的PEG对膜性能的影响  41-44
    2.4.5 不同聚砜浓度与不同分子量PEG对膜性能的影响  44-45
    2.4.6 聚砜膜表面的微观分析  45-48
    2.4.7 操作条件对膜性能的影响  48-50
  2.5 制备工艺条件的正交试验分析  50-53
    2.5.1 对纯水通量的影响  51
    2.5.2 对截留率的影响  51-53
  2.6 成膜机理分析  53-54
  2.7 本章小结  54-56
第三章聚砜超滤膜表面光化学改性  56-70
  3.1 前言  56-59
    3.1.1 紫外光化学改性原理  56-58
    3.1.2 光接枝方法  58-59
  3.2 实验药品及设备  59
    3.2.1 实验药品及规格  59
    3.2.2 实验主要仪器  59
  3.3 实验方法  59-61
    3.3.1 聚砜超滤膜的制备  59
    3.3.2 紫外辐射改性聚砜膜方法  59-60
    3.3.3 膜的断裂强度的测定  60
    3.3.4 接触角的测定  60
    3.3.5 红外吸收谱图测定  60-61
    3.3.6 表面形态分析  61
    3.3.7 改性后膜的性能测定  61
  3.4 结果与讨论  61-69
    3.4.1 聚砜超滤膜对UV敏感性的研究  61-62
    3.4.2 紫外辐射时间对膜断裂强度的影响  62-63
    3.4.3 改性聚砜超滤膜的结构表征  63-69
  3.5 本章小结  69-70
第四章聚砜超滤膜实际应用及膜性能理论分析  70-84
  4.1 理论基础  70-73
    4.1.1 超滤过程  70-71
    4.1.2 超滤膜的污染  71
    4.1.3 浓差极化及凝胶极化模型  71-72
    4.1.4 膜污染对超滤过程的影响  72-73
  4.2 印染行业废水及处理技术现状  73-74
    4.2.1 超滤膜用于印染废水处理的意义  73-74
  4.3 实验药品及设备  74
    4.3.1 实验药品及规格  74
    4.3.2 实验主要仪器  74
  4.4 实验方法  74-76
    4.4.1 聚砜膜制备及其表面改性  74
    4.4.2 膜渗透通量  74
    4.4.3 溶质的截留率  74-75
    4.4.4 色度测定  75
    4.4.5 浊度分析  75
    4.4.6 水质分析方法  75
    4.4.7 实验工艺流程及装置  75-76
  4.5 实验结果与讨论  76-82
    4.5.1 运行时间对渗透通量的影响  76
    4.5.2 膜两侧压差对渗透通量的影响  76-77
    4.5.3 聚砜超滤膜印染废水处理效果  77-80
    4.5.4 浓差极化现象分析  80-82
    4.5.5 超滤膜的清洗  82
  4.6 本章小结  82-84
第五章研究总结  84-86
参考文献  86-92
攻读硕士学位期间发表论文  92-94
致谢  94

聚砜膜的制备及在印染废水中的应用

内容摘要

全文目录

相似论文