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文檔簡介
1、為了進一步提高PVDF膜的力學性能、親水性、抗壓實性和耐污染性能,本論文通過將YxFeyZr1-x-yO2固體超強酸包覆TiO2納米管(SYFZr-TiNs)填充到聚偏氟乙烯(PVDF)中得到在膜孔道和表面具有微反應(yīng)位的SYFZr-TiNs/PVDF雜化膜。該論文的研究具有重要的理論價值和實際應(yīng)用意義。
首先通過TiO2納米管的合成、YxFeyZr1-x-yO2固體超強酸的包覆以及十二烷基苯磺酸鈉的表面修飾制成YxFeyZr1
2、-x-yO2固體超強酸包覆TiO2納米管(SYFZr-TiNs),并對SYFZr-TiNs進行FT-IR、SEM、XRD、BET表征和酸度測試。其次將SYFZr-TiNs添加到PVDF膜中制成SYFZr-TiNs/PVDF雜化膜(SYFZr-TiNs與PVDF的質(zhì)量比為10:100(g:g)),并對SYFZr-TiNs/PVDF雜化膜進行FT-IR、SEM表征和水接觸角、拉伸強度、孔隙率等測試。再其次將SYFZr-TiNs/PVDF雜化
3、膜應(yīng)用于含油海水的深度凈化處理并對雜化膜的穩(wěn)定性進行了研究。最后對SYFZr-TiNs與PVDF膜的作用機理進行了分析。
結(jié)果表明SYFZr-TiNs的管長約為1.8μm,管徑約為100nm,長徑比約為18;SYFZr-TiNs表面富有羥基,ZrO2的晶格內(nèi)成功摻雜了少量的Y和Fe,并且Y的摻雜穩(wěn)定了ZrO2的晶型,酸度為-16.468。SYFZr-TiNs在PVDF膜的表面和孔道內(nèi)分散均勻,且粒子表面的羥基與PVDF聚合物鏈
4、中的氟原子通過氫鍵相互作用。SYFZr-TiNs/PVDF雜化膜的水接觸角由67.6°下降到36.0°,拉伸強度由1.23MPa提高到3.73MPa,孔隙率為71.89%。在跨膜操作壓力為0.15 MPa,溫度為25℃下,經(jīng)SYFZr-TiNs/PVDF雜化膜處理的含油海水水質(zhì):濁度為0.16NTU,含油量為2.41mg/L,COD為31mg/L,固體懸浮物含量為2.8mg/L,達到了碎屑巖油藏注水的A3級標準(SY/T5329-94)
5、和天津市污水綜合排放的1級標準(DB12/356-2008),且SYFZr-TiNs/PVDF雜化膜在長期保存中各項性能穩(wěn)定。SYFZr-TiNs的管狀結(jié)構(gòu)、光降解性能和固體超強酸特性使其在PVDF膜表面和孔道內(nèi)形成可以分解膜表面和孔道內(nèi)部的有機物、無機污染物和微生物的微反應(yīng)位。
因此,SYFZr-TiNs的添加使得PVDF膜的力學性能、親水性、抗壓實性和抗污染性能得到了提高,并且SYFZr-TiNs/PVDF雜化膜有望成為含
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