金属镍中空纤维多孔膜的制备与性能研究

来源 :天津工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cchomonkey
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
无机膜拥有优异的化学和热稳定性,常应用于苛刻环境中的物质分离。金属膜作为无机膜体系中的一类,因其特有的柔韧性和高机械强度,近年来成为研究的热点。中空纤维的微观结构克服了无机膜装填密度低的缺点,可减小设备体积,提供更大的膜面积,更利于实际生产应用。本论文采用相转化-气氛烧结法制备了金属镍中空纤维多孔膜,重点研究了中空纤维膜孔结构的调控方法及其在微滤上的应用表现。采用相转化-气氛烧结法,成功制备出了金属镍中空纤维多孔膜。通过研究铸膜液中镍粉含量和烧结温度对膜微观形貌、结构及其性能的影响,得到制膜最佳的镍粉含量和烧结温度。实验结果表明,随着镍粉含量的增加和烧结温度的提升,膜的孔径和孔隙率逐渐减小,机械强度逐渐增大。最佳的铸膜液重量组成为Ni/PSF/NMP=65/5/30,最佳的烧结温度为1150℃,此条件下制备的金属镍中空纤维多孔膜的最可几孔径为0.47μm(孔径分布范围:0.16-1.71μm),孔隙率为23.88%,拉伸机械强度达161.31 MPa,纯水通量达1510 LMH/bar。采用真空抽滤填充-再烧结方法,应用纳米金属镍粉对中空纤维膜孔结构进行修饰调控。通过改变修饰次数,研究膜孔结构的变化,并通过微滤实验测试修饰后膜的分离性能。结果表明,修饰后的金属镍中空纤维多孔膜由单峰转变为多峰分布,随着修饰次数的增加,膜孔径分布变窄,膜泡点(最大)孔径减小,由一次修饰后的0.58μm降低到三次修饰后的0.31μm。修饰后,膜纯水通量下降但是截留能力逐步提升,对于分子量为67 kDa的牛血清蛋白(BSA)的截留率达53%。并且膜长期使用后可通过热处理再生。
其他文献
锂离子电池因具有电极电位低、理论容量高和能量密度高等优点,已被广泛的使用。电极材料在储存锂离子过程中的形貌变化、相变过程等极大的影响了电池的电化学性能,因此通过实时观测锂离子电池电极材料在电化学反应锂化/脱锂过程中的形貌变化、结构变化等,可以加深对材料储锂机制的了解,成为了研究热点。原位透射电镜技术拥有超高空间分辨和时间分辨,可实时的观察锂离子电池充放电过程中电极材料的形貌变化和结构变化,成为研究
学位
α-氨基酸N-环内酸酐(NCAs)是高分子合成材料的重要单体。NCAs通过开环聚合得到的聚氨基酸具有生物相容性与生物降解性,可作为药物载体,生物组织等广泛应用于生物医疗领域。碳酸二甲酯(DMC)作为环合剂制备NCAs是一种新型的绿色合成方法。本文首先利用苯丙氨酸(Phe)、L-天冬氨酸-4-苄酯(H-Asp-Obzl)、Nε-苄氧羰基-L-赖氨酸(Cbz-Lys)三种氨基酸为原料,与DMC通过“一
学位
随着能源消费需求的不断增长和环境污染的不断恶化,探索清洁能源以替代日益减少的化石燃料势在必行。燃料电池由于能量转换效率高和环境友好等特点,被视作有前途的替代能源之一。Pd在燃料电池中表现出了优异的电催化性能,但其高成本和稀缺性极大地限制了工业化进程。因此,本文拟合成可用于燃料电池相关的高效、稳定、清洁的Pd基催化剂,系统地研究其醇氧化和析氢性能。本论文以PVA作为分散剂和软模板,采用一步水热法制备
学位
胶体静电纺丝可将胶体颗粒嵌入到电纺纤维中,获得特殊结构的复合纤维膜。但选用的胶体颗粒多以聚苯乙烯(PS)和二氧化硅(Si O2)等硬球为主,相关研究也主要集中于纤维的形貌调控。此外,对不同结构的复合纤维膜进行不同的处理,可拓展其应用范围和研究领域。本文以温敏性的聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酸叔丁酯)(P(NIPAm-co-t BA))微凝胶为胶体颗粒,聚丙烯酰胺(PAAm)为载体,制备出黑莓
学位
随着有机染料废水和空气中VOCs(挥发性有机化合物)排放量的不断增加,一系列的环境问题越来越严重。在环境治理和修复方面,光催化技术被认为是一种有效手段之一。光催化剂的制备是光催化领域的应用关键。目前,人们在对众多半导体材料研究的基础上开发了一系列光催化应用。然而,防止光生电子-空穴对复合并提高其迁移能力仍然是光催化剂面临的挑战。UiO-66系列是一种MOFs材料,由金属模板和有机连接体组成。UiO
学位
近年来,随着聚合物微球的制备技术不断发展,功能化磁性聚合物微球因其具有磁性、活化位点丰富的功能化基团,在生物、医学等领域的应用越来越广泛。微米级的功能化磁性聚合物微球的比表面积大,得到了科研工作者的广泛关注。如今,研究者对小粒径纳米级的磁性聚合物微球制备研究较多,而对大粒径微米级的功能化磁性聚合物微球的制备技术不成熟,国外掌握着制备大粒径磁微球的专利技术,在国内购买功能化磁微球的价格昂贵。微米级氨
学位
膜法富氧技术由于其占地面积小、启动快、投资少、无污染、能耗低等优点,在各行各业中被广泛的应用。目前,越来越多的高氧气透过率以及氧气/氮气选择性的成膜高聚物相继被开发出来。但是,如何将其制备成膜是以上聚合物材料走向应用的必经之路。基于此,我们开展了以下一系列的工作,探索由聚合物相转化成膜,以及制备中空纤维膜的过程并对其成膜机理进行了一定分析。具体表现在一下三个方面:(1)使用商业化的聚砜为原料,探索
学位
氢气是一种能量密度高的绿色可持续能源,电化学是一种很有前途的无碳排放制氢技术,海水在世界水资源中储量丰富,因而利用电化学方法直接电解海水生产氢气将会对能源和环境产生积极的影响。电极是电化学过程中的重要影响因素。本论文从电极材料的化学组成和微观结构入手,首先选择导电性好,稳定性强的碳毡为基底,在其表面原位生长镍基金属化合物,通过调整其活性比例、金属配位和内部结构,再通过形貌、结构以及电化学性能分析,
学位
核酸适配体是一类具有特殊碱基序列的寡核苷酸分子,不仅是遗传信息的载体,还可以与不同类型的靶标,如小分子、毒素等进行特异性杂交,同时核酸适配体具有的易于合成、易于修饰、尺寸小、稳定性好以及良好的亲和力和特异性等优点,使得通过核酸适配体制备各种检测探针成为研究的热点。本论文基于核酸适配体建立可视检测体系,主要开展以下两个方面的工作:1.构建基于核酸适配体的镉离子可视检测体系。以镉离子适体修饰金纳米粒子
学位
传统化石燃料的大量消耗导致环境污染问题日趋严重。氢,具有燃烧热量高且无副产物等优点被视为21世纪高效绿色新能源。利用太阳能分解水制备氢气因其绿色环保而备受关注。这意味着开发高效太阳光响应的光催化剂是实施这一新技术的关键。卟啉敏化的TiO2具有优异的光解水产氢性能,但卟啉分子易于在TiO2表面聚集导致分子间能量猝灭,且这类催化剂易于流失不便回收利用,限制了该光催化剂的实际应用。为解决这一问题本文以聚
学位