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Beta 分子筛 改性聚酰胺复合纳滤膜的制备及其性能研究

文献类型:学位论文

作者宝乐尔呼
答辩日期2020-06
文献子类硕士
授予单位中国科学院生态环境研究中心
授予地点北京
导师王军
关键词Beta 分子筛 纳滤膜 界面聚合 高通量 ,分离 Beta Zeolite, Nanofiltration Membrane, Interfacial Polymerization, High Flux , Separation
学位名称工学硕士
学位专业环境工程
其他题名Fabrication and Properties of Polyamide Composite Nanofiltration Membrane Modified by Beta Zeolite
英文摘要

    近年来,纳滤膜分离技术因分离效率高、能耗低、操作简单等优点在水处理领域有着较为广泛的应用。然而纳滤膜在水处理过程中依然存在膜通量不高、抗污染性能差、不耐极端环境等问题,限制了其更为广泛的应用。因此,研发制备高通量纳滤膜对提高纳滤膜在水处理领域的应用价值具有重要意义。而采用无机纳米颗粒对纳滤膜进行改性是大幅提高膜通量的有效途径之一。基于此,针对纳滤膜通量低的问题,本研究采用无机纳米颗粒Beta 分子筛通过界面聚合法来制备高通量纳滤膜,并对该膜的微观结构及分离性能进行了分析研究。具体研究内容与结果如下:
(1)本研究使用无机纳米颗粒Beta 分子筛成功制备了高通量纳滤膜。在传
统界面聚合法制备纳滤膜的过程中,通过在水相溶液中添加适量的Beta 分子筛,
成功将其掺杂进纳滤膜的选择分离层,大幅度提高了纳滤膜的膜通量。结果表明,在0.2 MPa 下,Beta 分子筛纳米颗粒的浓度为2.0 wt%时,该改性聚酰胺复合纳滤膜(The Thin Film Nanocomposite membrane, TFN)的水通量最高能达到81.22Lm-2 h-1,为未改性的聚酰胺复合纳滤膜(The Thin Film omposite Membrane,TFC)的2.38 倍。
(2)本研究对该高通量纳滤膜进行了表征分析,探讨了不同浓度的Beta 分
子筛对膜结构的影响。通过采用X 射线光电子能谱分析(XPS)、扫描电子显微
镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、接触角测量、Zeta 电位分析等分析方法对不同
浓度Beta 分子筛纳米颗粒改性后的膜表面微观结构进行了表征分析。结果表明,
在Beta 分子筛的浓度低于2.0 wt%时,Beta 分子筛会均匀地分布在选择分离层
中,且其加入可以增大膜的比表面积、提高膜表面的荷负电性及亲水性;当掺杂
浓度高于2.0 wt%时,会发生团聚,从而影响纳滤膜的分离性能。
(3)本研究对该高通量纳滤膜的膜分离性能以及分离稳定性进行了测试,
分析了Beta 分子筛的加入对膜分离性能的影响,并研究了染料的浓度以及无机
盐浓度对膜分离性能的影响。测试了Beta 分子筛改性的高通量纳滤膜及未改性纳滤膜对 不同 无机 盐(硫酸钠、硫酸镁、氯化镁、氯化钠)和不同染料(离子染
料活性艳红 X 3B 、酸性媒介橙 R )的截留 效果 。结果表明, 随着 Beta 分子筛浓度的升高,纳滤膜对 SO 42 和 Cl 的分离效率 增强 R( Na 2 SO 4 R( NaCl 从 2.62 提高至 7.09 在 24 h 分离稳定性实验中, 改性复合纳滤膜的 通量由最初的 57.62 L m2 h 1 下降 到 47.44 L m 2 h 1 ,对于 Na 2 SO 4 的 截留率稳定在 97.59 改性复合纳滤膜 对 小分子阴离子染料 酸性媒介橙 R 的 截留率达到 62.4 较未改性纳滤膜 提高了 34.6% 。 染料 的 浓度和 溶液中无机盐 的浓度对 复合膜 通量的影响较低 。

页码59
源URL[http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/43551]  
专题生态环境研究中心_环境水质学国家重点实验室
推荐引用方式
GB/T 7714
宝乐尔呼. Beta 分子筛 改性聚酰胺复合纳滤膜的制备及其性能研究[D]. 北京. 中国科学院生态环境研究中心. 2020.

入库方式: OAI收割

来源:生态环境研究中心

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