纳米TiO2对高分子超滤模的改性研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 高维珏 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2008-05-26 |
| 授予单位 | 中国科学院上海应用物理研究所 |
| 授予地点 | 上海应用物理研究所 |
| 导师 | 陆晓峰 |
| 关键词 | 纳米TiO2 PEK PES PES-C 有机-无机复合膜 超滤膜 |
| 其他题名 | Study of modification of different ultrafiltration membranes |
| 中文摘要 | 超滤作为一种新型的分离技术，在水处理领域越来越引人注目。超滤膜是超滤分离过程的核心，然而由于膜污染引起的膜通量下降，膜两侧压差逐渐增大，清洗和维护费用增加，膜寿命下降，生产成本增加等诸多问题，使得膜污染已经成为制约超滤技术产业化应用的主要障碍。基于这种现状，本论文通过无机纳米材料TiO2 对超滤膜进行改性，期望使膜表面具有一定的亲水性，在提高膜的超滤性能的同时，改善膜的抗污染性能。 本文选用聚醚酮（PEK）、聚醚砜（PES）、酚酞聚醚砜（PES-C）三种不同的高分子材料，加入不同含量的纳米TiO2，用浸没沉淀相转化法制备了一系列含纳米TiO2的复合膜，并通过扫描电子显微镜（SEM），X射线能谱仪（EDS），水接触角测试及超滤实验考察了纳米TiO2对膜的结构及性能的影响。结果表明：含纳米TiO2 复合膜具有与超滤膜相似的非对称结构特征。但复合膜具有更薄的皮层，亚孔层具有更好的贯通性。纳米TiO2 与高分子超滤膜的复合显著改善了膜的亲水性。在截留率较高且基本保持不变的情况下，三种超滤膜的纯水通量和牛血清白蛋白（BSA）溶液通量都得到了不同程度的提高。三种材料膜添加TiO2 后，过滤BSA 溶液通量的衰减均比不含TiO2的膜有一定程度改善，复合膜表现出一定的抗污染的潜能。而由EDS 分析可知，复合膜经过一定的过滤时间，膜表面的TiO2会部分脱落。本研究选用的三种材料中，TiO2粒子与PES-C 膜表面结合较为牢固，且复合后BSA溶液通量的增幅最大，通量衰减较小，具有更好的膜结构和性能。 在此基础上，本论文还系统地研究了溶剂种类、TiO2添加量等条件对TiO2/PES-C膜结构与性能的影响。结果表明，以DMAc为溶剂时液-液分层速度较慢，得到的超滤膜在添加TiO2前后透过性能均较好，截留率高。与不含纳米TiO2的PES-C膜相比，含TiO2的TiO2/PES-C复合膜的超滤性能、亲水性和抗蛋白污染性都有了显著的改善。当TiO2添加量小于3wt%时，膜表面Ti元素的含量随着TiO2添加量的增加而增加，其透过性能和抗污染性能也在提高，纳米TiO2/PES-C复合膜具有不对称的断面结构和致密的皮层，亚孔层具有更好的贯通性；当TiO2添加量超过5wt%时，表面明显分布有大量小孔，其断面结构则表现为皮层变厚，亚孔 层消失，只存在指状大孔结构，同时膜的透过性能有所降低。在膜的抗污染试验中，通过牛血清白蛋白溶液连续运行和接触角测定实验表明，TiO2的加入有助于减缓膜在运行过程中通量的衰减，增强了膜的抗蛋白污染性和亲水性。当TiO2水溶液添加量为3wt%时，TiO2/PES-C复合膜的通量达到最大，亲水性最好，且具有较好的抗蛋白污染性。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-04-11 |
| 页码 | 69 |
| 源URL | [http://ir.sinap.ac.cn/handle/331007/7291]  |
| 专题 | 上海应用物理研究所_中科院上海应用物理研究所2004-2010年 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 高维珏. 纳米TiO2对高分子超滤模的改性研究[D]. 上海应用物理研究所. 中国科学院上海应用物理研究所. 2008. |
入库方式： OAI收割
来源：上海应用物理研究所
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