Ni纳米粒子原位杂化PES膜的制备及性能表征

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摘要膜污染问题是水和废水处理过程中存在的棘手的问题之一。膜污染会导致膜通量的下降以及膜寿命的减短。在本文中，以N,N-二甲基酰胺作为氯化镍的还原剂和溶剂,利用相转化法，制得具有抗污染性的纳米Ni(OH)2原位杂化聚醚砜（PES）超滤膜。由于引入了纳米Ni(OH)2粒子使得膜的亲水性能得到了提高，使得接触角减小，纯水通量增加。使用牛血清蛋白水溶液作为污染物的模型，对载入纳米Ni(OH)2粒子杂化膜的抗污染性能进行评估。实验结果证明，载入纳米Ni(OH)2粒子的PES膜可以有效的减轻膜污染问题。63821

毕业论文关键词聚醚砜杂化膜纳米氢氧化镍粒子抗污染

毕业设计说明书（论文）外文摘要

Title Ni nanoparticles in situ hybridization PES membrane preparation and characterization

Abstract Membrane fouling is one of the most problematic issues surrounding membrane use in warter and wastewater treatment now. Membrane fouling leads to the membrane flux decline and lifetime decrease. In this article, to obtain antifouling properties, in situ formed Ni(OH)2nanoparticles were immobilized in polyethersulfone（PES）ultrafiltration (UF) membranes, using N,N-dimethylformamide (DMF) as the reducing agent for Ni(OH)2 nanoparticles and solvent for PES polymer simultaneously. The hydophilicity of the membrane surface was improved by integration of Ni(OH)2nanoparticles, leading to a reduction in membrane contace angle and increase in permeate flux. The antifouling performance of the Ni(OH)2-loading membranes were evaluated by using bovine albumin (BSA) aqueous solution as model foulants. The experiment results confirm that the immobilization of Ni(OH)2 nanoparticles in PES UF membrane can mitigate the fouling.

Keywords poly (ether sulfone) (PES) hydird membrane Ni(OH)2 nanoparticles Organic fouling

1 绪论 1

1.1 超滤膜的亲水改性 2

1.2 本课题的目的和意义 5

1.3 本课题的主要工作 5

2 Ni(OH)2纳米粒子原位杂化PES膜的制备及性能表征 7

2.1 试剂与药品 7

2.2 实验设备 7

2.3 Ni(OH)2纳米粒子原位杂化PES膜的制备方法 8

2.4 Ni(OH)2纳米粒子原位杂化PES膜的性能表征 9

2.5 结果与分析 13

结论 21

致谢 22

参考文献 23

1 绪论

作为一种具有节能、高效且又操作简单的流体分离技术，在近年来膜分离技术得到了广大的关注与发展。由于该项技术对于解决人类在21世纪所面临的各项危机，例如：能源危机、环境危机等都有非常重大的影响，所以自20世纪60年代发明的第一个商业化膜以来，膜分离技术的发展在科学和商业领域都获得了重要里程碑式的成就，并日渐形成了一个新的高新技术产业。令人觉得不可思议的是，现在世界膜市场的销售年增长率达到14%~30%[1]。目前，膜技术的应用几乎涵盖了所有工业部门，包括环保，电子，能源，化学和生物技术领域[2]。早在1987年在日本东京召开的国际膜分离技术会试上，对于“在21世纪的多数工业中，摸所扮演的战略角色”进行了深入的讨论[3]。而在1994年应邀访问我国的世界著名的化工与膜专家、美国工程院院士、北美膜学会主席黎念之博士也做出了“要想发展化工必须发展膜技术”的建议[2]。但是我们也不难从膜工艺发展的迅猛之势，从20世纪50年代的微滤膜和离子交换膜，60年代的反渗透膜，70年代的超滤膜，80年代的气体分离膜，90年代预计的渗透蒸发膜看出，每十年就会有一项新的膜工艺在工业上得到应用[1]。而21世纪的今天我们在打发新的膜工艺的同时，也在不断的实践与发展原有的膜工艺来实现在各个方面的应用的优化。其中随着饮用水卫生新标准106项指标的全面执行和废水资源化任务的日趋迫近，以超滤膜为核心的膜法水处理工艺被诸多水处理科学家认为是保障饮用水安全和解决污水回用问题的重要途径[4]。