改性碳纳米管复合纳滤膜的研究

《改性碳纳米管复合纳滤膜的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号：密级：UDC：编号：河北工业大学硕士学位论文改性碳纳米管复合纳滤膜的研究论文作者：卞玲玲学生类别：全日制专业学位类别：学术硕士领域名称：海洋化学工程与技术指导教师：邓会宁职称：副教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofMarineChemicalEngineeringandTechnologySTUDYONMODIFIEDCARBONNANOTUBECOMPOSITENANOFILTRATIONMEMBRANE

2、byBianLinglingSupervisor:Assoc.Prof.DengHuiningMay2016摘要膜分离过程是一门新型的分离、浓缩、提纯技术。海水软化是淡化用海水预处理的重要步骤，纳滤膜分离技术具有分离单、多价离子的能力，是一种重要的海水软化手段。近年来，纳米技术得到迅速发展，将碳纳米管添加到聚合物中制备复合膜，可提高膜的分离性能。本文旨在研究碳纳米管改性方法，及不同改性碳纳米管的加入对于复合膜分离性能的影响。亲水基团改性是提高其在水溶液中分散性的有效方法。本文用硫酸对碳纳米管进行磺化改性，并分别用乙二胺、

3、己二胺、聚乙烯亚胺对碳纳米管进行了氨基化改性，利用FTIR、XRD、TG、拉曼光谱分析等对其结构进行了表征。FTIR和TG的结果确定了改性基团的存在；XRD图谱分析证实了改性碳纳米管的管状结构未发生破坏；Zeta电位测试结果表明，磺酸改性的碳纳米管在水溶液中带负电，而三种氨基化改性的碳纳米管由于氨基解离而均带正电。利用层层自组装法制备了改性碳纳米管复合纳滤膜，考察了不同改性碳纳米管含量对复合膜性能的影响。结果显示，加入碳纳米管可以有效提高复合膜水通量。碳纳米管添加量为0.08g/L时，复合膜的水通量较未添加碳纳米管膜提高

4、93%，对0.01M氯化镁溶液的截留率提高12%。此外，将商品化、磺化、氨基化碳纳米管作为改性材料分别添加至以聚乙烯亚胺（PEI）和聚丙烯酸（PAA）为阳离子、阴离子聚电解质中制备改性碳纳米管复合膜。实验表明，三种氨基化碳纳米管磺化碳纳米管在聚阴离子电解质PAA中分散作用较好，对复合膜性能提高作用明显。关键词，层层自组装碳纳米管纳滤复合膜氨基化改性聚乙烯亚胺聚丙烯酸IABSTRACTMembraneseparationprocessesisanewtechnologyofseparation,concentrationa

5、ndpurification.Inseawatersofteningprocess,themodifiedcompositemembranewasappliedmoreandmorewidely.Inrecentyears,therapiddevelopmentofnanotechnology,thecarbonnanotubecanimprovetheperformanceofthecompositefilmbyinteractionwiththepolymer.Therefore,thisarticleisinten

6、dedtomodifythecarbonnanotubeandaddittothepreparationofmodifiedmethodutilizingpolyelectrolytelayerself-assembledcarbonnanotubecompositefilmtoimprovetheperformanceofthecompositemembrane.Thebiggestproblemoftheapplicationofthecarbonnanotubesisthatisdifficulttodissolv

7、eanddisperse.Inthisstudy,sulfonatedandaminomodificationwasusedtopreparethecarbonnanotubes.TheirstructureswerecharacterizedbyFTIR,XRD,TGA,Raman,etc.ItcanbedeterminethepresenceofamodifiedgroupbyFTIR;XRDpatternanalysisconfirmsthatthespecialstructureofthemodifiedcarb

8、onnanotubesdidnotbedamaged;TGAfurtherevidencedthepresenceofcarbonnanotubeswhichintroducedgroups.Addthemodifiedcarbonnanotubetothepreparationofcompositefilmbyla