内粘结强化的高通量耐久性蒸馏膜及脱盐特性研究.pdf

《内粘结强化的高通量耐久性蒸馏膜及脱盐特性研究.pdf》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、硕士学位论文内粘结强化的高通量耐久性蒸馏膜及脱盐特性研究HIGH-THROUGHPUTDURABLEDISTILLATIONMEMBRANESWITHINTERNALBONDINGSTRUCTUREFORDESALINATION计成汉哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TU992.3学校代码：10213国际图书分类号：628.3密级：公开工学硕士学位论文内粘结强化的高通量耐久性蒸馏膜及脱盐特性研究硕士研究生：计成汉导师：王威教授申请学位：工学硕士学科：市政工程所在单位：环境学院答辩日期：20

2、18年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TU992.3U.D.C:628.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringHIGH-THROUGHPUTDURABLEDISTILLATIONMEMBRANESWITHINTERNALBONDINGSTRUCTUREFORDESALINATIONCandidate：JiChenghanSupervisor：Prof.WangWeiAcademicDegreeAppliedfor：Ma

3、sterofEngineeringSpeciality：MunicipalEngineeringAffiliation：SchoolofEnvironmentDateofDefence：June，2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要随着现代工业的飞速发展及全球人口的急剧增加，世界各国对水资源的需求量也在不断增加。但由于水资源时间空间分布不均和水资源污染的问题，导致淡水资源的严重缺乏

4、。膜蒸馏技术可有效的解决目前水资源匮乏的问题，它是通过膜分离和热蒸馏相结合从而有效进行海水淡化的技术。该技术的关键在于蒸馏膜的研究，蒸馏膜用膜要求有足够的疏水稳定性、较高的热稳定性、较强的耐污染性以及较好的膜通量，这也是膜蒸馏工艺能否大规模应用的制约因素。本文的目的是开发一种稳定性高、疏水性好、膜通量大的膜材料，传统的制膜工艺存在着通量低的问题，而静电纺丝工艺制备的通孔纤维膜具有膜纤维均匀、孔隙率高、通量大的优点。通过静电纺丝技术制备的通孔PVDF纳米纤维膜与后期超疏水改性相结合，制备出超疏水PVD

5、F膜并用于直接接触式膜蒸馏测试，研究膜通量大小和电导率变化情况。先制备PVDF膜，然后在膜表面进行改性，本文我们引入无氟疏水剂PDMS和SiO2纳米颗粒相结合的方法一步构筑超疏水结构，其中PDMS聚合物可以有效降低膜的表面，SiO2纳米颗粒可以构造多级粗糙结构（仿自然界叶子表面），使PVDF膜达到超疏水状态（159.8°）。为了探究一步法构筑超疏水结构的通用性，我们选用纸片、无纺布和钢丝网三种亲水材料进行表面改性，改性后的材料表面均达到了超疏水状态，说明了PDMS/SNP一步法改性方法可以作为构建超

6、疏水表面的新方法。将改性前后的PVDF膜与商用PVDF膜、PTFE膜进行膜蒸馏的对比测试，可以看出改性后的PVDF@PDMS/SNP膜通量高，疏水稳定性好，能满足膜蒸馏的长时间运行。为了测试PVDF@PDMS/SNP膜的耐污染性能，进料液采用含各种污染物的盐水，污染物包括染料、腐殖酸（HA）、润滑油、表面活性剂（SDBS）等，实验表明PVDF@PDMS/SNP膜具备优良的抗污染性能。为了测试PVDF@PDMS/SNP膜在实际海水中的蒸馏效果，进料液按海水成分配置盐水，进行50h测试，实验结果表面该膜

7、能满足海水淡化的要求。为了验证制备的蒸馏膜达到了高通量与耐久性的统一，将膜进行了300h的长时间测试，发现该膜通量几乎保持稳定且电导率没有上升，说明该膜满足长时间的应用要求。关键词：海水淡化；膜蒸馏；静电纺丝；疏水改性；膜通量-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractWiththerapiddevelopmentofmodernindustryandthedramaticincreaseintheglobalpopulation,thedemandforwaterresourcesinco

8、untriesaroundtheworldisalsoincreasing.However,duetotheunevendistributionofwaterresourcesintimeandspaceandwaterpollution,thereisaseriousshortageoffreshwaterresources.Membranedistillationtechnologycaneffectivelysolvethecurrentlackofwaterr