铁(Ⅲ)络合单宁酸改性PVDF多孔膜及其亲水性能研究开题报告

 2020-02-10 11:02

1. 研究目的与意义(文献综述)

水是人类赖以生存的最基础性的自然资源,具有战略意义的经济资源,对人类的生产生活、社会发展、生态平衡至关重要。对于生态环境而言,随着社会和经济的发展,生活污水、农田排水和工业废水等的排放量日益增多,超过了水体的自净能力,对河流、湖泊、水库、地下水和海洋水环境造成污染,严重危及到国民健康、社会生产和生活,阻碍了城市化和工业化的进程,甚至威胁到国家安全和社会的可持续发展。因此,污水处理迫在眉睫,必须引起足够重视。人类用水要求之高、污水种类及排放之多对水处理的成本及效率提出更高的挑战。

在水处理技术当中,膜分离技术,简称膜技术,被称为是21世纪的水处理技术。在国际上,世界各国高度重视新兴的膜分离技术。曾有美国官方的文件报道,“18世纪电气技术改变了整个工业过程,而20世纪膜技术改变了整个工业的面貌”。日本把膜技术作为21世纪基础进行研究与开发,日本规划的“阳光计划”将膜技术与生物工程、能源生产紧密结合,并指出“21世纪的多数工业中,膜过程扮演着战略角色”。例如在印染、电镀等工业生产中产生的工业废水可以有效通过膜技术进行处理。

我国膜分离技术的研究起步较晚,自“六五”以来也将膜分离技术列为重点项目,给予支持,经过“七五”、“八五”以及863、973项目攻关,取得较快发展,多项技术正在或已经实现产业化。经过半个多世纪的发展,膜法制取的矿泉水、纯净水、优质饮用水已进入千家万户;高纯度化学药品的提取;大型膜生物反应器用于处理工业、生活污水,皆已充分显示膜分离技术对人类发展的重要作用。与传统水处理技术相比,膜技术具有节能、投资少、操作简便、处理效率高等优点,其广泛的应用为社会带来了巨大的环境和经济效益。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

材料制备: 将单宁酸与pvdf按一定的比例进行物理共混,溶解在pvdf的良性溶剂中,加入致孔剂pvp,搅拌混合均匀后真空脱泡制备铸膜液,然后将铸膜液倒于玻璃板上面,用一定规格的刮刀刮制厚度均一的涂层,最后将玻璃板放于含金属离子的凝固浴中进行溶剂与非溶剂的传质交换得到改性pvdf膜。通过改变单宁酸与pvdf的比例、凝固浴中金属离子的种类和浓度、凝固浴温度等改性条件制备不同的改性膜,研究改性条件对改性膜制备的影响。

材料表征:(1)改性pvdf膜的表面及内部特征研究

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3. 研究计划与安排

第1-2周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告。

第3-6周:按照设计方案,制备出亲水性的pvdf改性膜,获得最佳改性工艺。

第7-10周:采用xps、atr-ftir、sem、afm等手段表征膜的微观结构,研究pvdf改性膜的微观结构及形貌、改性工艺、亲水和抗污性能的关系。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] x. ding, h. zhao, m.m. hua, p. yang, q. xin,x. chen, y. zhang. poly (ethylene oxide) composite membrane synthesized byuv-initiated free radical photopolymerization for co2 separation. j membranesci. 531 (2017).

[2] m.b. wu, y. lv, h.c. yang, l.f. liu, x. zhang, z.k.xu. thin film composite membranes combining carbon nanotube intermediate layerand microfiltration support for high nanofiltration performances. j membranesci. 515 (2016) 238-244

[3] y. chen, f. liu, y. wang, h.lin, l. han. a tight nanofiltration membrane with multi-charged nanofilms forhigh rejection to concentrated salts. j membrane sci. 537 (2017) 407-415

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