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《华北水利水电大学》 2017年
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溶剂种类对聚醚砜滤膜及改性滤膜性能和结构的影响

孙雪晴  
【摘要】:水资源紧缺,水污染严重又加剧了水的短缺,可用的水较少,给工农业的发展、以及人民生活带来了挑战。农业作为用水大户,利用好再生水是解决农业用水紧张的重要措施,同时高效节水的滴灌技术也有利于缓解农业用水紧张的局面。水质达标是实现上述技术的关键环节,膜技术作为主要的水处理技术之一,正日益受到重视。本试验选择聚醚砜为制膜材料,分别在四种溶剂下,制作超滤膜,研究溶剂溶剂种类对聚醚砜滤膜及改性滤膜性能和结构的影响以及超滤膜在农田灌溉用水过滤上的应用。系统地阐述了铸膜液组分有添加剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的条件下,溶剂种类和聚合物浓度对超滤膜性能和结构的影响;铸膜液组分没有添加剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的情况下,溶剂种类对超滤膜性能和结构的影响;铸膜液组分有添加剂聚乙烯吡咯烷酮的条件下,溶剂种类对铸膜材料聚醚砜接枝乙烯基吡咯烷酮(NVP),即接枝产物为PES-g-PVP的超滤膜性能和结构的影响;铸膜液组分没有添加剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的情况下,溶剂种类对铸膜材料聚醚砜接枝乙烯基吡咯烷酮(NVP),即接枝产物为PES-g-PVP的超滤膜性能和结构的影响。试验实践得出,高分子聚合物聚醚砜(PES)质量浓度为17%~22%时,铸膜液粘度适合刮膜,本实验选择18%,并选择40%刮膜湿度,24℃刮膜温度,150μm或200μm刮刀,压力0.1 MPa,空气中暴露5 s,水浴19℃,使用非溶剂致相分离法(NIPS)制备超滤膜。试验采用均相溶液辐射接枝法,使用单体N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)对制膜材料,本实验为高分子聚合物聚醚砜(PES),对其改性,辐照剂量6KGy,辐照时间6小时,以制备改性材料PES-g-PVP。本文对于以上各种条件下,所制超滤膜结构(包括表面结构、断面结构),和性状的评析通过纯水通量、介质通量(牛血清蛋白BSA)、接触角、铸膜液旋转粘度、扫描电镜(SEM)、热力学相图等指标。研究发现,聚合物为PES,在添加成孔剂PVP的情况下,呈现出膜通量N,N-二甲基甲酰胺(DMF)N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)N-甲基吡咯烷酮(NMP)二甲亚砜(DMSO)的规律,对牛血清蛋白的截留率均在90%以上。而在未添加成孔剂的情况下,DMSO作溶剂时,成膜有最佳的通量。关于四种溶剂对成膜效果的影响的规律,也因成孔剂添加与否而不同。对于辐射接枝产物PES-g-PVP,接枝率高的条件下,不添加成孔剂PVP时,NMP、DMSO作溶剂时均获得比添加成孔剂时更好的通量,而DMF作溶剂时,添加剂对所制膜的性能影响不大,DMAc为溶剂时,有添加剂PVP时,则极大地提高了所制膜的过滤性能。
【学位授予单位】:华北水利水电大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:S273

【参考文献】
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