非化学计量掺杂ce纳米sio,2聚砜复合膜及其性能的研究

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1、天津大学硕士学位论文非化学计量掺杂Ce纳米SiO<,2>/聚砜复合膜及其性能的研究姓名：涂郑禹申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：张裕卿20070601中文摘要含油废水作为一种常见的污染源，对环境保护和生态平衡危害极大，而水是生产和生活的重要资源，因此含油废水的油水分离是十分重要的。传统的含油废水处理方法有的分离效率不高，还有的能耗过高、费用高昂。为弥补这些不足，近年来膜分离技术开始运用于含油废水的处理，它具有能耗低、分离效率高、装置小等优点。在使用膜分离法处理含油污水时，膜污染和浓差极化引起的分离性能下降制约了

2、其技术潜力的发挥。因此，抗污染油水分离膜的研制具有十分重要的理论和实际意义。本文即是针对膜技术的核心膜材料进行改性，将制备的具有高活性、强亲水性能的掺杂稀土元素Ce纳米Si02复合粒子填充到聚砜膜中，对其表面进行亲水化改性。确定出亲水性能优异的复合膜的适宜制膜条件：PSF的浓度为16wt．％，PEG400的含量为PSF质量的10％，纳米Si02复合粒子的含量为PSF质量的10％，超声作用为间歇进行，预蒸发时间为10s，凝固浴温度为20℃。通过机械强度和亲水角的测试，表明复合膜的强度和亲水性能都有提高；通过扫描电镜测试考

3、察了复合膜的微观形貌，结果表明复合膜由表层的致密层和紧邻的多孔支撑层构成，且其中的纳米复合粒子分散均匀；红外光谱和X射线衍射结果表明复合膜表面存在大量的羟基，并且纳米复合粒子与膜结合紧密。其物理性能、亲水性能、分离性能、耐污染性能均优于纯聚砜膜。将复合膜应用于分离浓度为65mg／L的含油水中，考察了不同制膜条件下所制得的复合膜对油水分离的效果和耐污染性能的影响，结果表明使用添加纳米复合粒子为PSF质量的10％所制得的复合膜分离性能、耐污染性能最佳；截留率达到98．89％，出水中油含量为0．72mg／L，达到国家水质排放

4、标准，且用后的复合膜经过六次洗涤之后，水通量仍然能恢复至初始的85％左右。本文还对复合膜的耐污染性能作了初步的探讨，从掺杂稀土元素Ce纳米Si02复合粒子添加聚砜膜对膜材料结构的影响以及促进膜内部传质的角度进行了深入的分析。关键词：纳米非化学计量掺杂Si02铈’聚砜膜亲水性能ABSTRACTOilywastewaterisaCOl／n／ionpoHufionintheworldwhichhaslotsofharmtoenvironments，whereaswaterisimportantsourceoflivingan

5、dproduction．Thus，separationofoilywastewaterisveryimportant．Traditionaltreatmentforoil／waterseparationhadlowefficiencyorconsumedlotsofenergy．Inrecentyears，membranetechnologieshavebeensuccessfullyappliedfortreatingoil／wasteemulsionwhichcouldsupplyagapofthosetradit

6、ionaltreatments．However,theperformancesofmembraneseparationarelimitedbythemembranefoulingandconcentrationpolarization．Therefore，developmentofantifoulingmembranesisamostpressingtaskatpresent．AccordingtOmembranematerialsbeingessentialofthemembranetechnology,thispa

7、permanagestoprepareaneworganic-inorganicpolysulfonecompositemembranefilledwithhighactivityandbetterhydrophilicnanosilica，whichwassynthesizedbydopingrareelementcerium．Themodificationconditionofhi曲hydrophilicityWasconfLrme也whichwasasfollow,thePSFconcentrationWas16

8、wt．％，theconcentrationsofPEG400andnanosilicawerebom10％ofPSF,theevaporatingtimewaslOs，thecoagulationbathtemperaturewas20"C，andtheultrasoundwasabatchoperation．Theintensi