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介孔SiO_2/聚酰胺反渗透复合膜的制备

王丽

  反渗透已成为海水和苦咸水淡化最经济的技术之一。但目前反渗透复合膜仍然存在能耗大、选择性差、易污染、通量有限等不足,使得反渗透技术获得淡水的成本仍比较高。因此,研究制备高通量、选择性好、低能耗的新型海水淡化反渗透复合膜是十分必要的。介孔二氧化硅(SiO2)材料突破了常规分子筛孔径过小的限制,将孔径从微孔扩展到介孔领域;且介孔SiO2表面存有大量的羟基,易于对其进行改性。本论文旨在制备出介孔SiO2和氨基化的介孔SiO2分子筛,并将制备出的分子筛添加至聚酰胺反渗透复合膜中以改善聚酰胺反渗透复合膜的性能。 以十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)为模板剂,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,甲醇为共溶剂,氢氧化钠为催化剂,采用水热法制备出具有粒径单一分散特性的不同大小、高度有序的介孔SiO2球形颗粒。考察了体系中CTAC浓度、TEOS浓度、甲醇的比率和温度等条件对球形SiO2粒径及分散性的影响。实验结果表明:在温度为25℃时,CTAC的浓度为0.024mol/L、TEOS的浓度为0.0096mol/L、甲醇比率为0.50时,制备的介孔Si02分散性最好、粒径较均匀。合成的单分散球形Si02具有有序的六方相介孔结构和较高的比表面积。 以3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)和TEOS为硅源,采用共缩聚法制备出了单一分散的氨基化介孔SiO2球形颗粒。结果表明,当APTES的添加量小于15%时,合成的球形颗粒具有较好的分散性。分析结果表明,氨基成功的导入到介孔SiO2颗粒中,并且合成的球形颗粒具有较大的孔径和比表面积。 将制备的介孔SiO2及氨基化介孔SiO2球形颗粒添加到聚酰胺的表面薄层中,对聚酰胺反渗透复合膜进行掺杂改性。结果发现改性后的膜通量得到了明显的提高。通过扫描电子显微镜(SEM)观察了反渗透复合膜的表面和断面结构,并结合能量弥散光谱(EDS)得到膜的组成元素种类及含量。结果表明膜的表面呈峰谷结构;加入的球形颗粒分散在膜表面;EDS验证了改性后的膜皮层中含有介孔Si02颗粒和氨基化的介孔Si02颗粒。……   
[关键词]:单分散;球形颗粒;氨基化;介孔二氧化硅;膜通量
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:中国海洋大学2010年