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《复旦大学》 2005年
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紫外接枝制备亲水性纳滤膜的研究

邱长泉  
【摘要】:纳滤膜由于其工作压力低、渗透通量大、分离效率高、操作成本低在水处理和低分子量有机分子的分离中得到广泛的应用,是近年来发展迅速的膜分离技术。随着纳滤在生物、医药等领域中的广泛使用,提高膜的亲水抗污性已成为纳滤膜研究的热点。本文通过对超滤膜进行紫外辐照接枝的方法制备亲水性纳滤膜,创建了一种制备亲水性纳滤膜的新方法。实验系统研究了酚酞基聚醚酮(PEK-C)超滤膜表面的紫外辐照接枝反应,研究了反应条件、单体性质、链转移剂及共聚接枝等对膜的纳滤分离性能的影响,在此基础上探讨了PEK-C的光接枝反应的机理和Donnan效应对纳滤膜性能的影响。 论文首先研究了在光敏剂BP存在下,通过紫外辐照在PEK-C超滤膜表面接枝亲水性单体丙烯酸(AA)和甲基丙烯酸β-羟乙酯(HEMA)单体制备纳滤膜的方法。用FTIR、AFM、表面接触角测定仪和改性膜对无机盐电解质的纳滤截留性能等方法系统研究了接枝反应的条件对亲水性纳滤膜结构和性能的影响。研究表明,AA和HEMA能够在光敏剂存在下,通过紫外接枝聚合的方法在PEK-C膜表面形成接枝层。其接枝率随辐照时间的增加而增加,膜的水接触角也同步下降,表明改性后膜表面的亲水性得到明显改善。对这两种单体改性的膜进行纳滤分离实验发现,尽管在相同接枝条件下,二者的接枝率相近,但膜的分离性能,特别是对电解质离子的截留率有很大的差别。如在光强为1.56 mW/cm~2时,用质量浓度均为10%的AA和HEMA溶液接枝90 min,改性膜对Na_2SO_4的截留率分别为94%和39.5%。这表明,通过在膜表面引入电负性强的单体对提高膜的纳滤分离性能十分有利。 论文也研究了在单体溶液中不加任何光敏剂,用紫外光对PEK-C超滤膜直接辐照接枝丙烯酸单体的反应。结果发现,AA同样能很好地接枝到PEK-C膜上,表明PEK-C具有良好的光敏性。通过增大光强、延长接枝时间和提高单体的浓度,均有利于提高膜表面的接枝率。同样,随着接枝率的提高,水在膜上的接触角变小,膜表面的亲水性提高。通过表面紫外辐照接枝,改性PEK-C膜显示了优良的纳滤分离性能。如当辐射强度为8.7 mW/cm~2时,在10%的AA单体溶液辐照5min后,改性膜对Na_2SO_4的截留率可高达99.6%。根据上述实验结果,论文用扩展的Nernst-Planck方程对接枝改性膜的成膜过程和分离机理进行了讨论,认为在微孔中形成的接枝链与溶液分子的磨擦阻力和静电排斥作用是接枝膜对盐离子呈现截留作用的主要原因。通过控制接枝率和接枝链长,改变膜表面的静电排斥力可有
【学位授予单位】:复旦大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TQ028.8

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
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中国硕士学位论文全文数据库 前2条
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前2条
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【共引文献】
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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9 唐娜;马敬环;王嘉宁;王海涛;鞠兴文;;热致相分离制膜条件对聚丙烯平板微孔膜结构的影响[A];第二届中国膜科学与技术报告会论文集[C];2005年
10 薛娟琴;王召启;李伟达;田宇红;;中空纤维膜吸收低质量浓度SO_2的特性[A];第二届中国膜科学与技术报告会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 马准;磺化聚醚砜纳滤膜荷电机理的动电法分析及其截留性能预测[D];中国海洋大学;2010年
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9 王元芳;聚环氧氯丙烷胺及其聚合氯化铝复合混凝剂的脱色性能研究[D];山东大学;2011年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王倩;疏水性SBA-15/PDMS杂化膜制备及分离乙醇/水的研究[D];山东科技大学;2010年
2 刘英;苯系物的新型吸收剂制备及性能研究[D];山东科技大学;2010年
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【同被引文献】
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【二级引证文献】
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【二级参考文献】
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6 王晓琳,汪伟宁,王大新,赵洪;低分子量中性溶质和电解质水溶液体系的纳滤膜分离研究进展[J];自然科学进展;2002年12期
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8 符立萍;依托自主创新步入良性发展[N];中国化工报;2007年
9 张显峰;民生情结智慧泉[N];科技日报;2008年
10 本报记者 贾书哲;饮用水产业开启“生态时代”[N];中国现代企业报;2008年
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1 邱长泉;紫外接枝制备亲水性纳滤膜的研究[D];复旦大学;2005年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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3 葛目荣;糖醇物系的纳滤理论研究[D];天津大学;2005年
4 任琳毅;栀子黄色素提取及精制新工艺的研究[D];福建农林大学;2009年
5 朱安娜;纳滤膜法分离回收制药废水中抗生素的研究[D];北京工业大学;2000年
6 王霖;聚酰亚胺纳滤膜的制备与分离性能[D];天津大学;2004年
7 李盛凯;纳滤膜净化受污染地下水的试验研究[D];东华大学;2005年
8 赵彦彦;有机相纳滤分离特性研究[D];北京化工大学;2005年
9 彭辉;操作因素对纳滤膜分离性能的影响[D];四川大学;2005年
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