氟化聚苯胺改性纤维膜在膜蒸馏海水淡化中的应用

《氟化聚苯胺改性纤维膜在膜蒸馏海水淡化中的应用》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、硕士学位论文（工程硕士）氟化聚苯胺改性纤维膜在膜蒸馏海水淡化中的应用FLUORINATIONANDPOLYANILINEMODIFIEDFIBERMEMBRANEFORMEMBRANEDISTILLATIONANDITSAPPLICATIONINSEAWATERDESALINATION钟玲玲哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TU991.2学校代码：10213国际图书分类号：628.162密级：公开工程硕士学位论文氟化聚苯胺改性纤维膜在膜蒸馏海水淡化中的应用硕士研究生：钟玲玲导师：王威教授申请学位：工程硕士学科：建筑与土木工程所

2、在单位：环境学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TU991.2U.D.C:628.162DissertationfortheMaster'sDegreeinEngineeringFLUORINATIONANDPOLYANILINEMODIFIEDFIBERMEMBRANEFORMEMBRANEDISTILLATIONANDITSAPPLICATIONINSEAWATERDESALINATIONCandidate：ZhonglinglingSupervisor：Prof.WangWeiA

3、cademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ArchitecturalandCivilEngineeringAffiliation：SchoolofEnvironmentDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要淡水资源匮乏已经成为一个全球性环境问题，面对近在咫尺的浩瀚大海，海水淡化无疑成为能提供可持续淡水资源的最佳方法之一

4、。其中膜蒸馏技术凭借自身结构简单、建设成本低、对温度和压力要求比较温和可以利用低品位能源等优势，最近几年发展迅速，前景被普遍看好。但是该技术的核心组件蒸馏膜仍存在的一些瓶颈阻碍了该技术的发展，包括通量较低、膜润湿和膜污染等问题。本论文主要研制了一种具有超疏水特性的蒸馏膜，并将其应用在直接接触式膜蒸馏海水淡化上，通过实验分析了该蒸馏膜在通量、耐污染以及抗润湿方面的表现。本研究首先利用静电纺丝技术制备出聚偏氟乙烯纳米纤维膜作为基膜，然后通过苯胺氧化聚合反应在纤维表面包裹上一层聚苯胺，利用聚苯胺在纳米形貌上呈现出的粗糙结构来放大膜表面的润湿性

5、能，最后通过接枝三甲氧基（十七氟癸基）硅烷降低膜的表面自由能，以获得具有超疏水特性的氟化聚苯胺改性纤维膜。改性后的聚苯胺纳米纤维膜孔径为0.6μm左右，表面粗糙、孔隙率高还有较好的机械性能，测得膜的疏水角可达155°。将改性后的蒸馏膜进行了直接接触式膜蒸馏测试，并分析了温度和膜厚度对膜蒸馏通量与盐分截留率的影响，结果显示随着温度差的增加，膜蒸馏的通量显著提升，但盐分截留率也随之下降，综合考虑通量与耗能两个因素，认为温度应该控制在40～50℃；随着膜厚度的增加，膜的热量损失减小，但蒸汽通过膜孔的阻力会增加，综合考虑热效率与膜阻力两个因素，

6、认为膜厚度应该控制在80～120μm。实验进一步分析了改性后的膜对水中染料、表面活性剂和腐植酸等有机污染物的抵抗能力，结果显示改性后的聚苯胺纳米纤维膜具有较好的抵抗污染性能。紧接着又对膜的稳定性进行了测试，在连续不间断的50个小时的运行期间，膜的通量-2-1一直保持在25L·m·h以上，具有较好的稳定性。将改性后的膜与商业聚偏氟乙烯膜进行了膜蒸馏过程对比，结果显示我们制备的蒸馏膜效能更优异。最后对苯胺聚合-氟化超疏水改性的制膜方法以及改性后的聚苯胺纳米纤维膜的应用领域进行了扩展分析，为直接接触式膜蒸馏在蒸馏膜的选择以及应用领域上提供更多

7、可能，并对膜蒸馏海水淡化工程进行了经济分析和前景展望。关键词：海水淡化；膜蒸馏；静电纺丝；聚苯胺；超疏水-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文ABSTRACTThelackoffreshwaterresourceshasbecomeaglobalenvironmentalissue.Inthefaceofthevastseawaterresources,seawaterdesalinationisoneofthebestwaytoprovidesustainablefreshwaterresources.Asalow-temperatur

8、e,low-pressure,andlowcapitalcostmembrane-basedprocess,membranedistillation(MD)isapromisingseawaterdesal