基于纳米纤维的反渗透复合膜的制备及性能研究

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1、北京化工大学博士研究生学位论文日期：二。一四年六月北京化工大学学位论文原创性声明一本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：盆国蕹一日期：．≯l拿五星上．关于论文使用授权的说明学位论文作者完全了解北京化工大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京化工大学。学校

2、有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。口论文暂不公开(或保密)注释：本学位论文属于暂不公开(或保密)范围，在一．年解密后适用本授权书。口非暂不公开(或保密)论文注释：本学位论文不属于暂不公开(或保密)范围，适用本授权书。作者签名：导师签名：日期：趔辔】=：丕ZEl期：型!笙￡型学位论文数据集中图分类号063学科分类号150．45论文编号1001020140082密级非保密学位授予单位代码100lO学位授予单位

3、名称北京化工大学作者姓名徐国荣学号2011400082获学位专业名称材料科学与工程获学位专业代码0805课题来源其它研究方向水处理膜论文题目基于纳米纤维的反渗透复合膜的制备及性能研究关键词海水淡化，聚酰胺，反渗透膜，静电纺丝，纳米纤维论文答辩日期2014年5月31日·论文类型基础研究学位论文评阅及答辩委员会情况姓名职称工作单位学科专长指导教师李从举教授北京服装学院高分子化学与物理评阅人1评阅人2评阅人3评阅人4评阅人5椭员蝴廖青教授北京服装学院答辩委员1付志峰教授北京化工大学答辩委员2王峰教授北京化工大学答辩委员3胥伟华教授中国科学院遗传所答

4、辩委员4曹兵教授北京化工大学答辩委员5赵国操教授北京服装学院注：‘一．论文类型：1．基础研究2．应用研究3．开发研究4．其它二．中图分类号在《中国图书资料分类法》查询。三．学科分类号在中华人民共和国国家标准(6B／T13745-9)《学科分类与代码3》中查询。’四．论文编号由单位代码和年份及学号的后四位组成。摘要基于纳米纤维的反渗透复合膜的制备及性能研究水资源短缺是当今全世界都特别关注的一个问题。在全球水资源的构成中，人类可饮用水仅仅占据不到1％，而海洋水资源却占据全球水资源的97％以上。所以能够把海水转换为可饮用水的海水淡化技术成为目前解决

5、全球水资源短缺的一个非常有效和广泛使用的方法。在各种海水淡化技术中，膜海水淡化技术具有操作简单、成本低廉等特点，已经成为目前海水淡化的主流技术。其中，聚酰胺类反渗透复合膜具有结构稳定、分离性能优良等特点，是目前全世界范围内应用最广泛的海水淡化膜。由于淡化过程需要的操作压力相对较高，所以能耗较大，因此，开发低能耗的海水淡化反渗透复合膜以节约能源成为目前反渗透膜的一个非常重要的发展方向。很多的特殊的结构特征，如小的可调的纤维直径、大的孔隙率、大的比表面积、制备方法的灵活性等，使得静电纺丝纳米纤维膜在很多领域，如催化、生物、传感等，都显示出了很好的

6、应用性能。在水处理过滤膜领域静电纺丝纳米纤维膜也显示出了很多的应用价值。静电纺丝纳米纤维膜可以直接用作微滤膜。经过改性或修饰的静电纺纳米纤维膜可以用作超滤和纳滤膜，并且对NaCl也显示出了过滤效果，因此在反渗透领域也有潜在应用性。同传统的过滤膜相比，基于静电纺纳米纤维的过滤膜展示出了很大的优势。一般来说，基于静电纺纳北京化工大学博士学位论文米纤维的过滤膜操作压力相对于传统的膜相比要低很多，因此可以有效地降低能耗。在操作压力相同的条件下，基于静电纺纳米纤维的过滤膜能在保持高截留率的前提下明显提高膜的通量。因此，静电纺纳米纤维膜在新型过滤膜的研究

7、领域具有非常好的应用前景。因此，本研究中，以涂覆壳聚糖的静电纺纳米纤维膜为基底，以聚酰胺反渗透复合膜的制备工艺为基础，制备了纳米纤维膜基反渗透复合膜，对膜的制备条件、制备工艺、分离性能等进行了系统的研究，主要研究内容主要有：1．以无纺布作为力学支撑层，涂覆壳聚糖层的静电纺丝聚丙烯腈(翰N)纳米纤维膜作为亚层，在其上通过有机相均苯三甲酰氯(ⅣC)和水相间苯二胺(MPD)的界面聚合制备聚酰胺活性层从而制备出纳米纤维膜基反渗透复合膜。同传统聚酰胺反渗透复合膜的制备不同，研究发现界面聚合过程中表面活性剂十二烷基磺酸钠(SDS)的添加对纳米纤维膜基反渗

8、透复合膜的成功制备起着决定性的作用。因此，首先分析了SDS的添加量对膜的结构的影响。因为纳米纤维膜基反渗透复合膜同传统的反渗透膜相比主要区别在亚层，所以考察了影响亚