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《西北工业大学》 2006年
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PES/SiO_2杂化超滤膜的制备及性能研究

王广东  
【摘要】:由于超滤具有操作简单、污染小和选择性高等特点,是膜分离技术领域研究的热点。超滤是介于微滤和纳滤之间的筛孔分离过程,广泛应用于医药、水处理、生物工程等领域。但是,目前研究较多的有机超滤膜和无机超滤膜由于膜材料的自身不足使超滤膜的应用受到了很大限制,研发新型膜材料以制备高性能超滤膜已成为超滤膜研究的热点。 本论文试图通过研究有机膜材料和无机膜材料各自的特点,开发出一种兼具两者优点的新型有机-无机杂化超滤膜材料,进而研制出具有一定孔径的超滤膜。研究中以聚醚砜为膜材料,通过研究制备过程中各因素对聚醚砜超滤膜分离性能的影响,制备了聚醚砜超滤膜。各因素主要包括溶剂类型、聚醚砜浓度、添加剂种类及含量、凝固浴温度等。为了进一步提高超滤膜的分离性能,本文分别以聚醚砜为有机膜材料,SiO_2为无机膜材料,通过考察溶剂类型、聚醚砜浓度、SiO_2含量、偶联剂含量、偶联温度、偶联时间、添加剂种类及含量、凝固浴温度等因素,制备了PES/SiO_2杂化超滤膜。系统分析了聚醚砜超滤膜和PES/SiO_2杂化超滤膜的结构和性能,以及超滤膜的热稳定性能、化学稳定性能等。主要包括:冷场发射扫描电镜对超滤膜微观结构进行考察;利用原子力显微镜对膜的表面形貌进行观察;利用四动态膜性能测试仪研究超滤膜的水通量,PEG600溶液通量和截留率;通过超滤膜对不同相对分子质量的标准物质PEG的截留率高低来对超滤膜的截留性能进行评估等。 研究结果表明,聚醚砜超滤膜的水通量为102.6 L·h~(-1)·m~(-2),对PEG600溶液的通量和截留率分别为97.66 L·h~(-1)·m~(-2)和59.02%,经过改性后,PES/SiO_2杂化超滤膜的水通量得到了很大的提高,达到了197.3 L·h~(-1)·m~(-2),而截留率为60.27%,变化不大。制备的膜均具有典型的超滤膜结构,膜的表层光滑致密,亚层为指孔状结构,其中表层的孔径为几到一百纳米左右不等,亚层大空腔结构尺寸在几微米至几十微米之间,且对相对分子质量大于600的物质有良好的截留效果,对PEG600溶液三次循环测试截留率高达92.83%和90.41%,具有良好的热稳定性、化学稳定性和一定的机械性能,效果较为理想。
【学位授予单位】:西北工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TQ051.89

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【引证文献】
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