探索磷酸促进型掺锆杂化硅聚砜复合膜的研究

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1、天津大学硕士学位论文磷酸促进型掺锆杂化硅/聚砜复合膜的研究姓名：崔萍申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：张裕卿20090601中文摘要石油工业和日常生活产生的大量含油废水，不仅严重污染了环境，而且浪费了原油和水资源，必须对含油废水进行处理后才能排放。但是经过常规方法(重力沉降、絮凝、砂滤和纤维吸附)处理后，并不能完全除去水中的乳化油和溶解油。因此，去除油滴粒径在100哪以下的乳化油和溶解油是人们关注的重点。膜分离技术是处理油滴粒径在微米级的含油废水的有效方法，其具有操作简单、费用低等优点。但是由于膜材料的疏水性造成的膜污染

2、限制了膜分离技术的广泛应用。因此，研究具有强亲水性和耐污染能力的膜材料具有十分重要的意义。本文采用添加小粒径无机粒子的方法对聚砜进行亲水改性，首先通过溶胶一凝胶法制备出亲水性强的磷酸促进型掺锆杂化硅粒子(SZP粒子)，然后将其填充到聚砜中制备出有机一无机复合膜。确定了磷酸促进型掺锆杂化硅／聚砜复合膜(SZP／PSF复合膜)适宜制备条件：PSF的浓度为12wt．％，PEG400的添加量为PSF质量的10％，SZP粒子的添加量为PSF质量的10％，超声作用间歇进行，预蒸发时间为10s，凝固浴温度为20℃。机械强度和接触角的测试表明复

3、合膜的强度和亲水性能都有提高；SEM图表明复合膜呈不对称结构，由致密层和多孔支撑层组成，并且SZP粒子分散均匀。将复合膜用于处理浓度为80mg／L的含油废水，考察制备的复合膜对油水分离的影响，结果表明SZP粒子添加量为聚砜质量10％的复合膜具有最佳的分离性能，截留率在98％以上，渗透液中油含量为0．84mg／L，达到油田回注水要求。本文还对复合膜的耐污染性能进行了初步的研究，分析SZP粒子及复合膜亲水的原因，试图从理论上解释复合膜耐污染性能提高的原因。关键词：磷酸促进杂化硅掺锆复合膜含油废水亲水性ABSTRACTAlargevo

4、lumeofwastewatercontainingoilisgeneratedfrompetrochemicalindustries，whichnotonlypollutestheenvironmentbutalsoisawasteofcrudeoilandwaterresource．SothewastewaterneedstObetreatedbeforeitiSreleasedtotheenvironment．However,emulsifiedandsolubleoilinthewastewatercannotbeent

5、irelyeliminatedthoughconventionalprocesssuchasgravitysetting，flocculating，sandfilterandfibreadsorption．Therefore，itbecomesakeyissuetoremoveemulsifiedandsolubleoilwithoildropletsbelow100Bm．Membranefiltrationoffersaneffectivesolutiontotheproblemofmicronsizedwastewaterc

6、ontainingoil，anditsmainadvantagesareeasyoperationandlowcost．However，drawbackslikefouling，polarizationanddeclineoffluxwithtimehavelimitedthebroadlyapplicationofmembranefiltrationduetothehydrophobicityofmembranematerials．Soitissignificanttodevelopnovelmembranematerials

7、withstronghydrophilicandanti—foulingproperty．Inthisarticle，thehydrophilicpropertyofpolysulfone(PSF)membraneswasenhancedbydopinginorganicparticleswithsmallsize．ThecompositemembraneswerepreparedbyaddingZr-dopedphosphorylatedhybridsilicasintotheporousmatrixofPSF．Theopti

8、mumpreparationconditionsofcompositemembraneswere：PSFconcentration，12wt．％；massratioofPEG400toPSF,10％；massratioofSZPtoPSF,1O％；evapora