新型有机无机杂化荷负电纳滤膜的制备及性能研究

《新型有机无机杂化荷负电纳滤膜的制备及性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、AthesissubmittedtoZhengzhouUniVers时forthedegreeofMasterFabricationandpropertiesofnoVelorganic—inorganicnegatiVelychargedhybridnanOfntratiOnmembranesByNingningGuoSupervisor：Pro￡JindlmLiuPro￡YataoZhangChemicalTecllIlologySch001ofChe商calEngineemgandEnergyMay’20

2、14原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者：印导孑日期：历r牛年5月；f日学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查

3、阅和借阅；本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文作者：蔫P弓亏日期：芴f年年歹月≥f日摘要在生化、制药、食品、印染等现代工业中常常会遇到从有机物组分中分离去除微量电解质的实际问题，纳滤技术作为一种高效节能环保的分离技术已在有机物脱盐领域得到了广泛应用。但是，传统纳滤技术对一价盐和有机物的分

4、离可以达到理想的效果，对二价盐的去除仍然存在一定的挑战。为此，本文通过共混．相转化的方法制备了一系列具有疏松表皮层的荷负电纳滤膜，期望该膜可以实现对有机物有较高截留率的同时，对无机盐尤其是二价或高价金属离子具有较高的透过性能。本文的主要研究内容如下：(1)在埃洛石纳米管(Hl慨)表面接枝硅烷偶联剂3．(异丁烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(MPS)，用沉淀共蒸馏的方法通过与二乙烯基苯(DVB)的游离基聚合反应在HNTs表面引入苯环，然后经过磺化反应得到表面含有磺酸根的HNTs．s03H杂化亚微粒。最后将其与聚醚砜(PE

5、S)共混制备HNTs．S03H／PES荷负电杂化纳滤膜。利用扫描电镜(SEM)、接触角及分离性能测试等方法对膜的形貌、性能进行表征。研究表明，和空白膜相比，杂化膜的亲水性得到明显提高，并且表面更光滑。杂化膜的离子交换容量达到了0．05mmo垤，比空白膜提高了59．4％。在压力为0．4MPa时，杂化膜对染料的截留率保持在85％以上，对MgS04和MgCl2的截留率分别为13．63％和7．5％。(2)在HNTs表面锚定硅烷偶联剂3．氨丙基三乙氧基硅烷(APS)，然后接枝引发剂2．溴异丁酰溴，再通过An心在HNTs表

6、面聚合苯乙烯磺酸钠(NASS)制备荷电材料HNTs．poly(NASS)，最后与PES共混制备HNTs-p01y(NASS)／PES荷负电杂化纳滤膜。当HNTs．poly(NASS)的含量从0提高到3％，膜的接触角从83．50降低到59．30。对PEG的截留实验表明，膜的截留分子量在700∥mol，而孔径为O．7m左右。在0．4MPa时，对染料的截留率保持在85％以上，对MgS04和MgCl2的截留率分别为13．63％和7．5％，且截留顺序为Na2S04>MgS04>MgCl2>NaCl。(3)通过溶胶．凝胶法

7、制备纳米二氧化硅微球并在其表面接枝引发剂2．溴异丁酰溴，再通过ATRP在微球表面聚合苯乙烯磺酸钠得到si02．poly烈ASS)纳米复合材料，最后与PES共混制备Si02-p01y(NASS)／PES荷负电杂化纳滤膜。当Si02-poly(NAsS)的含量为3％时，膜的接触角为57．30，和空白膜相比，降低了31．4％。膜的孔径基本保持在O．7nm左右；在0．4MPa时，对染料和无机盐的截留率分别在85％和15％。因此，鉴于以上三种荷负电纳滤膜对染料和无机盐明显的截留差异，有望应用于活性染料的脱盐等领域，尤其是

8、对二价及其高价金属离子的脱除，为染料的摘要纯化奠定了基础。关键词：荷负电杂化纳滤膜；埃洛石纳米管；二氧化硅；疏松皮层；脱盐ⅡAbsn．actAbStraCt111awiderangeofbiocheInical，phamlaceutical，food，textileprintingandothermodemindustries，itisacommonproblemtos印arate粕d