MOF基纳米复合膜的可控制备及其性能研究任务书

 2020-02-18 05:02

1. 毕业设计(论文)主要内容:

在水资源日益短缺的当今,开发出高选择性高通量并且具有一定机械强度的高性能膜用于污水处理和水的净化显得尤为必要。目前金属-有机骨架材料(MOFs)的膜分离研宄主要集中于膜的制备过程,多采用平板多孔载体或掺杂到高分子溶液中制备复合膜,而管状载体因其比表面大、易封装等优点更具有研宄潜力和工业应用价值。类沸石咪唑骨架ZIFs材料作为MOFs的分支,是由四面体中心离子和咪唑类有机配体桥连配位形成。ZIFs材料具有沸石分子筛的稳定孔隙结构、均一的孔分布、较高的热稳定性及化学稳定性,成为制膜研究的首选材料。本课题针对陶瓷管微通道长径比大和内表面呈化学惰性等特点,并结合MOF材料和氧化石墨烯的优势,采用微流动方法,利用化学偶联剂的辅助作用,在陶瓷管内表面制备具有高通量和高选择性的膜层,实现染料废水的分离。另外,还需要对膜材料的热力学性能进行表征。

2. 毕业设计(论文)主要任务及要求

1、查阅不少于15篇的相关资料,其中英文文献不少于10篇,完成开题报告。其中,有关mof基复合膜制备的相关文献10篇左右,有关mof基复合膜分离染料废水的应用研究相关文献5篇左右;

2、采用不同的偶联剂(pda、aptes、pei)对陶瓷管内表面进行表面化学修饰;尤其关注偶联剂的浓度及修饰时间对膜性能的影响;

3、采用微流动方法,利用化学偶联剂的辅助作用,在陶瓷管内表面制备具有高通量和高选择性的mof基纳米复合膜。

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3. 毕业设计(论文)完成任务的计划与安排

2019/2月~3月 进行与课题相关文献的阅读,初步归纳出实验方案;

2019/3月~4月采用微流动方法,利用化学偶联剂的辅助作用,在陶瓷管内表面制备具有高分离和高选择性的纳米复合膜;

2019/4月~5月 完成复合膜结构与热力学性能的表征与分析

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4. 主要参考文献

1. ruan, x.; xu, y.; liao,x.; he, g.; yan, x.; dai, y.; zhang, n.; du, l., polyethyleneimine-graftedmembranes for simultaneously adsorbing heavy metal ions and rejecting suspendedparticles in wastewater. aiche journal 2017, 63 (10),4541-4548.

2. echaide-górriz, c.;clément, c.; cacho-bailo, f.; téllez, c.; coronas, j., new strategies based onmicrofluidics for the synthesis of metal–organic frameworks and theirmembranes. j mater chem a 2018, 6 (14), 5485-5506.

3. guo, y.; zhang, x.; deng,h.; wang, x.; wang, y.; qiu, j.; wang, j.; yeung, k. l., a novel approach forthe preparation of highly stable pd membrane on macroporous α-al2o3 tube. jmembrane sci 2010, 362 (1-2), 241-248.

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