新型有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化荷電納濾膜的制備與表征

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1、１０４５９學(xué)校代碼學(xué)號(hào)或申請(qǐng)?zhí)枺玻埃保常保保玻常埃保常保崳姡懊芗?jí)ＩＷｋ％ｆ博士學(xué)位論文新型有機(jī)－無(wú)機(jī)雜化荷電納濾膜的制備與表征作者姓名：梁旭導(dǎo)師姓名：劉金盾教授張亞濤教授工學(xué)科門類：學(xué)專業(yè)名稱：化學(xué)工程完成時(shí)間：２０１８年１０月AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforDoctorDegreeofEngineeringSciencePreparationandcharacterizationofnovelorganic-inorganichybridchargednanofi

2、ltrationmembranesByXuLiangSupervisor:Prof.JindunLiuProf.YataoZhangChemicalEngineeringSchoolofChemicalEngineeringandEnergyOctober,2018原創(chuàng)性聲明，本人鄭重聲明所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的科研成果。對(duì)本文的研宄作出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本聲明的法律責(zé)住由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者：日

3、期奸／＞日；學(xué)位論文使用授權(quán)聲明本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下完成的論文及相關(guān)的職務(wù)作品，知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸屬鄭州大學(xué)。根據(jù)鄭州大學(xué)有關(guān)保留，、使用學(xué)位論文的規(guī)定同意學(xué)校保留或向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱；本人授權(quán)鄭州大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或者其他復(fù)制手段保存論文和匯編本學(xué)位論文。本人離校后發(fā)表、使用學(xué)位論文或與該學(xué)位論文直接相關(guān)的學(xué)術(shù)論文或成果時(shí)一，第署名單位仍然為鄭州大學(xué)。保密論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定。：曰期學(xué)位論文作者：秦月曰／７摘要摘要染料工業(yè)的發(fā)

4、展造成了大量含無(wú)機(jī)鹽和染料的廢水排放。傳統(tǒng)染料廢水處理方法如化學(xué)催化、物理吸附及生物降解等并不能回收利用其中的染料和無(wú)機(jī)鹽。納濾膜由于具有微孔結(jié)構(gòu)，可以截留小分子量有機(jī)物和無(wú)機(jī)鹽，被應(yīng)用于廢液或廢水中有價(jià)值物料的回收。但傳統(tǒng)的納濾膜在處理染料廢水過(guò)程中同時(shí)截留染料和無(wú)機(jī)鹽，造成染料和無(wú)機(jī)鹽無(wú)法分離作為資源被回收利用，只能作為固體廢物處理，導(dǎo)致另一種環(huán)境污染。針對(duì)這一問(wèn)題，本文采用納米荷電材料共混的方法對(duì)納濾膜進(jìn)行改性，制備有機(jī)無(wú)機(jī)雜化荷電納濾膜，改善選擇性分離性能，以期解決回收物難以利用的問(wèn)題。選取了不同維度的無(wú)機(jī)納米材料二氧化硅（SiO2）、埃洛石納米管（HNT

5、s）和二硫化鉬（MoS2），經(jīng)偶聯(lián)劑表面修飾后，在其表面接枝兩性離子單體2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰膽堿（簡(jiǎn)稱磷酰膽堿或MPC）、甲基丙烯酰乙基磺酸基甜菜堿（簡(jiǎn)稱磺酸基甜菜堿或SBMA）及兩性離子液體1-烯丙基-3-甲基氯化咪唑（AMImCl）、1-烯丙基-3-甲基咪唑雙三氟甲磺酰亞胺鹽（AMBA），得到納米荷電材料，最后采用共混法將其引入聚醚砜（PES）基膜材料后加入其它添加劑制備有機(jī)無(wú)機(jī)雜化荷電納濾膜。借用X射線衍射（XRD）、高分辨透射電子顯微鏡（HR-TEM）、X射線光電子能譜儀（XPS）、熱重分析儀（TGA）、傅里葉紅外光譜（FT-IR）、場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微

6、鏡（FESEM）、原子力顯微鏡（AFM）、水接觸角（WCA）等表征方法及膜性能測(cè)試手段，旨在考察不同維度納米材料對(duì)膜結(jié)構(gòu)及分離性能的影響，得到一些有規(guī)律的認(rèn)識(shí)，可以為有機(jī)無(wú)機(jī)雜化荷電納濾膜應(yīng)用于工業(yè)染料廢水處理提供一些基礎(chǔ)理論支撐。主要研究?jī)?nèi)容如下：SiO2-PMPC/PES及SiO2-PSBMA/PES雜化荷電納濾膜制備及性能。采用經(jīng)典Stober法合成了粒徑100~300nm納米二氧化硅，經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑修飾后在其表面成功接枝了聚磷酰膽堿（PMPC）和聚磺酸基甜菜堿（PSBMA），制得納米荷電材料SiO2-PMPC和SiO2-PSBMA，通過(guò)相轉(zhuǎn)化法制備了雜化荷電

7、納濾膜SiO2-PMPC/PES及SiO2-PSBMA/PES。在0.4MPa下，當(dāng)SiO2-PMPC摻雜量為1.5%，SiO2-PMPC/PES雜化膜對(duì)活性黑5和活性綠19的截留率分別達(dá)82.6%和292.4%，對(duì)無(wú)機(jī)鹽的截留率低于10%，但水通量有所下降，為79.3L/(m.h)；當(dāng)SiO2-PSBMA的摻雜量為0.5%，SiO2-PSBMA/PES雜化膜對(duì)活性黑5和活性綠I摘要19的截留率分別為97.9%和99.0%，對(duì)Na2SO4截留率低于13%，對(duì)其它鹽的截2留率均低于3%，純水通量為147.3L/(m.h)。與空白膜相比，兩種荷電材料的加入均提高了雜化

8、荷電納濾膜