文档介绍：郑州大学
硕士学位论文
新型荷电镶嵌膜制备与表征
姓名:范国栋
申请学位级别:硕士
专业:化学工艺
指导教师:刘金盾;张浩勤

摘要荷电镶嵌膜系由一系列规则排列的阴离子和阳离子交换基团所组成,每一基团为其反离子提供从原料液相到渗透液相的连续通道。当电解质通过荷电镶嵌膜时,阴、阳离子分别通过其对应的交换单元。正是由于荷电镶嵌膜可同时传递阳离子和阴离子,膜本身对离子的排斥基本上可保持在很低的水平。因此,该膜十分有利于电解质的传递:同时,对于不带电的有机物来讲,则很难渗透过膜。这一特征,即能有效我们知道,传统的纳滤膜仅仅能透过一价盐,而在化学工业中对于二价盐的选择性传递有时尤为重要。此时,具有理想选择性的荷电镶嵌膜比现有纳滤膜则更具有潜在的工业应用前景。荷电镶嵌膜可用于一价、二价电解质的浓缩及有机原料的脱盐,其膜通量接近于工业纳滤膜的水平。然而,就目前而言,荷电镶嵌膜的制备工艺比较复杂,制备条件也比较苛刻,因此,尚未进入工业化阶段。在膜科学与技术领域,对于新型、高效荷电镶嵌膜制备技术的研究和开发仍是具有挑战性的前沿研究课题。为此,本文将重点研究通过界面聚合方法,在超滤膜支撑体上复合很薄的选择层,并使其具有荷电镶嵌膜的结构和特征。实验方面,重点研究如何选择和引入阴离子型和阳离子型单体,优化界面聚合条件,以期制备性能优良的荷电镶嵌膜;针对我国染料行业、食品行业的实际情况,采用荷电镶嵌膜对染料纯化、蔗糖脱盐等课题进行深化研究,以期为将来实现荷电镶嵌膜的工业应用而进行必要的前期基础研究。就高效复合镶嵌膜制备而言,。为了引入阳离子交换基团,本文采用·二胺基苯磺酸作为界面聚合的无机相单体;为了引入阴离子交换基团,在均苯三甲酰氯有机相单体中加入一定量的燃谆锦B龋⒖悸窃谖藁嘀屑尤胧柿康木垡蚁┭前以增剂,以十二烷基硫酸钠魑1砻婊钚约痢NA舜俳缑婢酆戏从Γ尤肭庋趸大位传递电解质而截留低分子量的非电解质,正是生化和食品工业有机物的脱盐和净化所加其正荷电性。在界面聚合过程中,分别以正十二烷和水作为有机相和无机相单体的溶钠和碳酸钠作为酸受体。当界面聚合反应完成后,将膜浸入浓度为%的二三甲胺溶液郑学硕论理想的。卅士文
羝芒铩甤静严小弦¨,晒小埃琧瓦面玎罢屏苛窖稀呜蠭㈩揣等洳縵“邶属产,堕阢大实验确定了较为优良的界面聚合条件。另外,膜性能表征结果显示:随着操作压力的增加,膜通量及膜对电解质的截留率均趋增加;而随着原料液浓度的增加,通量混合体系:蔗糖与;旌咸逑档的选择性较高,能实现其有效分离。此外,嵌膜结构、表面形貌及膜孔尺寸分别进行了系列表征。在理论研究方面,基于传质理论、平衡等电化学理论,本文建立了荷电镶嵌膜对于单盐溶液和混合盐溶液体系的平衡理论模型:由此模型可定性地预测电解质的截留率关系,或由截留率关系判断膜的正负荷电性。本文结合实验数据对荷电镶嵌膜的分离性能做出了初步的分析。关键词:荷电镶嵌膜、界面聚合、离子交换、平衡、模型学硕位论中,通过化学修饰将其氯甲基基团转化成阳离子季胺盐基团。和截留率都有所降低:膜对低分子有机物和无机电解质混合体系纾貉窍趸煅斡采用原子力显微镜⑸璧缇及压汞仪等现代分析手段,对于荷电镶郑州文士
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言膜分离技术篱介‘⒄辜蚴芳捌浞⒄骨熬膜,泛称两粕阉的选择性屏障。膜技术是在世纪耪出现、繁纪年代后迅速崛起的~门新兴分离技术。追溯膜分离技术的发展历史,键乔上最军的工娩丽膜罴在第一次世界大战后由德国圃斓模渥趺鼐骼醋杂赯的早期工作。六十年代早期和采用相转化法研制成功了世界上具有里程碑意义的高脱盐率、商通爨的非对称醋酸纤维豢反渗透膜,至此,人们对于膜分离的研究才开始走出实验室,褥以大规模的工业应用。在以后的半个多世纪里,膜技术无论是在理论方面还是在实鞯应用领域毪得到飞速发展,先后出现了液膜分离、超滤、控制释放、气体膜分离、绡滤、渗透汽化婷膜过禚。伴随着各种膜的出现,膜理论的研究也逐渐地得以完善。年提出扩散定先后用人逸膜对各釉溶液进行渗透试验,把渗透蓬与温度及溶滚浓度联系起来,建立了宪整的稀溶液渗透压理论。闐芯荷耄体传递串静平衡现象。畿笼差、六甏镄稣不可逆热力学模型、孔模饔、。髫粪誊,膜分离接本已广泛应用于水处理、电子、食品、环保、化工、冶金、医药、生物、能源、石油、仿生等领域,产生了巨大鹊经济效益和社会效益,已成为当今分离科学中最重要的手段之~。据初步统计,