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《华东理工大学》 2012年
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不锈钢中空纤维基膜制备与表征

白昱  
【摘要】:本文运用非溶剂致相转化法(NIPS)制备了不锈钢中空纤维基膜前驱体,对其进行烧结得到不锈钢中空纤维基膜,采用密度、孔隙率、最大孔径、机械强度、通量、扫描电镜(SEM)等表征手段对烧结后的基膜进行表征,探讨了制备工艺对烧结后基膜性能的影响,具体结果如下: 首先,制备了聚丙烯腈(PAN)、聚砜(PSF)、聚醚砜(PES)不同种聚合物的不锈钢微粉铸膜液,研究了不同悬浮液分散体系的流变性能以及稳定性能,不同铸膜液体系粘度都呈剪切变稀的特性,而且随聚合物浓度的增加而增大,最终确定选用PAN作为铸膜液的聚合物。 其次,当铸膜液体系粘度为10000 mPas左右时,采用NIPS法纺制PAN体系的中空纤维基膜前驱体形态较好,基膜前驱体的密度以及机械强度随PAN含量的增大而增大,孔隙率随PAN含量的增大而减小,少量添加剂PVP可以提高前驱体的密度、孔隙率以及机械性能。 第三,对基膜前驱体进行烧结制得的不锈钢中空纤维基膜随着PAN浓度的增大,烧结后基膜微观结构越来越致密,导致密度增大,孔隙率变小,最大孔径也减小,机械强度增大,通量减小。在1100-1350℃范围内,烧结温度越高,烧结后基膜密度变大孔隙率减小,最大孔径变小,机械强度升高,但通量下降。随着烧结气氛中H2含量的增大,烧结后基膜的密度减小,孔隙率增大,最大孔径增大,机械强度下降,通量升高。 最后,加入0.5%的PVP可以适当提高烧结后基膜的致密程度,增加基膜密度,提高机械性能。添加5%的铝粉后,烧结后基膜的机械强度大大提高,比没有添加铝粉的提高了接近3倍左右,但通量大大减小。铝粉的加入可以适当减小烧结后基膜的孔径,但改变不大。不同条件烧结的基膜纯水通量随时间而衰减,最终趋于稳定。
【学位授予单位】:华东理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TB383.2

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