纖維素膜材料開發(fā)及其水處理應(yīng)用

第1章 緒論
1.1 纖維素膜簡介 1
1.2 納濾膜與超濾膜 3
1.2.1 超濾膜簡介 3
1.2.2 納濾膜簡介 4
1.3 纖維素膜在水處理應(yīng)用中的優(yōu)勢與局限性 4
1.4 纖維素膜的發(fā)展方向 5
第2章 二氧化鋯共混改性纖維素超濾膜
2.1 纖維素超濾膜的制備 7
2.2 二氧化鋯共混纖維素超濾膜的制備 7
2.3 二氧化鋯共混纖維素超濾膜的表征 8
2.4 二氧化鋯共混纖維素超濾膜的性能測試 8
2.4.1 孔隙率 8
2.4.2 接觸角測試 9
2.4.3 純水通量測試 9
2.4.4 截留率測定 10
2.4.5 耐酸堿性測定 10
2.5 結(jié)果與討論 10
2.5.1 二氧化鋯共混纖維素超濾膜的工藝優(yōu)化 10
2.5.2 二氧化鋯共混纖維素超濾膜的微觀形貌 12
2.5.3 二氧化鋯共混纖維素超濾膜的化學(xué)組成 13
2.5.4 二氧化鋯共混纖維素超濾膜的結(jié)晶結(jié)構(gòu) 14
2.5.5 二氧化鋯共混纖維素超濾膜的熱穩(wěn)定性 15
2.5.6 二氧化鋯共混纖維素超濾膜的膜性能分析 16
2.6 小結(jié) 20
第3章 金屬有機(jī)骨架共混改性纖維素超濾膜
3.1 金屬有機(jī)骨架的制備 21
3.2 金屬有機(jī)骨架共混纖維素超濾膜的制備 22
3.3 金屬有機(jī)骨架共混纖維素超濾膜的表征 22
3.4 金屬有機(jī)骨架共混纖維素超濾膜的性能測試 23
3.4.1 通量測試 23
3.4.2 截留率測定 23
3.4.3 水通量恢復(fù)率 24
3.4.4 親水性測試 24
3.5 金屬有機(jī)骨架共混纖維素超濾膜的抗菌性能測試 24
3.6 結(jié)果與討論 24
3.6.1 性能測試結(jié)果分析 24
3.6.2 場發(fā)射掃描電子顯微鏡分析 27
3.6.3 X射線衍射分析 29
3.6.4 傅里葉紅外光譜分析 30
3.6.5 熱重測試分析 30
3.6.6 抗菌性能分析 31
3.7 小結(jié) 32
第4章 高碘酸鹽氧化法對纖維素膜的表面改性
4.1 氧化纖維素膜的制備 33
4.2 氧化纖維素膜的性能測試 33
4.3 氧化纖維素膜的表征 34
4.4 結(jié)果與討論 34
4.4.1 氧化纖維素膜的化學(xué)結(jié)構(gòu) 34
4.4.2 膜的形貌與結(jié)構(gòu) 36
4.4.3 通過修飾改變選擇性機(jī)制 37
4.4.4 控制影響膜性能的參數(shù) 37
4.4.5 改變操作參數(shù) 41
4.4.6 纖維素膜的再生 42
4.5 小結(jié) 44
第5章 TEMPO 氧化法對纖維素超濾膜的表面改性
5.1 氧化過程 45
5.2 滲透性和排斥反應(yīng)研究 45
5.3 膜表面電荷 46
5.4 表面羧基含量 47
5.5 膜材料分析 47
5.6 氧化溶解程度 48
5.7 結(jié)果與討論 48
5.7.1 表面羧化作用 48
5.7.2 膜基質(zhì)的變化 50
5.7.3 多孔結(jié)構(gòu)的變化 51
5.7.4 脫鹽 53
5.8 小結(jié) 55
第6章 纖維素納濾膜
6.1 纖維素納濾膜的制備方法 57
6.2 纖維素/殼聚糖抗菌納濾膜制備方法 58
6.3 膜的表征方法 58
6.4 納濾膜性能評價(jià)方法 59
6.4.1 水通量測定 59
6.4.2 無機(jī)鹽截留率測定 59
6.4.3 染料截留率測定 59
6.5 結(jié)果與討論 63
6.5.1 纖維素的溶解與成膜機(jī)理 63
6.5.2 鑄膜液的流變性能分析 64
6.5.3 羧甲基化改性制備纖維素納濾膜 68
6.5.4 納濾膜對染料的截留性能 73
6.5.5 納濾膜力學(xué)性能分析 74
6.5.6 納濾膜的紅外分析 74
6.5.7 纖維素納濾膜的XRD分析 75
6.5.8 纖維素納濾膜的微觀形貌分析 76
6.5.9 纖維素納濾膜的熱穩(wěn)定分析 78
6.5.10 納濾膜的親水性能分析 81
6.5.11 納濾膜抗菌性能分析 82
6.5.12 納濾膜的透過和截留性能 83
6.5.13 納濾膜的孔徑及其截留溶質(zhì)的分子量 83
6.6 小結(jié) 85
第7章 醋酸纖維素納濾膜
7.1 醋酸纖維素納濾膜的制備 88
7.2 黏度測量 89
7.3 濁點(diǎn)測定 89
7.4 膜形態(tài)表征 90
7.5 過濾性能 90
7.6 結(jié)果與討論 90
7.6.1 鑄膜液中醋酸纖維素的濃度 90
7.6.2 助溶劑的添加 92
7.6.3 凝固前的蒸發(fā)時(shí)間 95
7.6.4 相變的動(dòng)力學(xué)研究 96
7.6.5 相變的熱力學(xué)研究 98
7.7 小結(jié) 99
第8章 界面聚合法制備醋酸聚酰胺纖維素薄膜復(fù)合納濾膜
8.1 微孔醋酸纖維素載體制備 100
8.2 薄膜納濾復(fù)合膜的制備 100
8.3 表征儀器和方法 101
8.4 水通量和截留率 101
8.5 結(jié)果與討論 102
8.5.1 SEM 形貌表征 102
8.5.2 紅外光譜表征 103
8.5.3 接觸角測量 104
8.5.4 吸水性能 104
8.5.5 滲透率和孔隙度特征 106
8.5.6 CHMA濃度對保鹽性能的影響 106
8.5.7 CHMA濃度對染料截留率的影響 107
8.6 小結(jié) 109
第9章 零鹽阻交聯(lián)纖維素薄膜復(fù)合納濾膜
9.1 零鹽阻交聯(lián)纖維素薄膜復(fù)合納濾膜的合成與制備 110
9.1.1 TMSC合成過程 110
9.1.2 納濾膜的制備 110
9.2 聚合物和膜的表征 111
9.3 膜性能評價(jià) 111
9.4 結(jié)果與討論 112
9.4.1 膜形態(tài)和結(jié)構(gòu) 112
9.4.2 膜分離性能 114
9.5 小結(jié) 117
第10章 LbL 表面改性對醋酸纖維素納濾膜性能的影響
10.1 海藻酸鈉膜的制備及化學(xué)改性 118
10.1.1 原膜 118
10.1.2 復(fù)合膜 118
10.1.3 海藻酸鈉的化學(xué)改性 118
10.2 膜的表征 119
10.3 滲透試驗(yàn) 119
10.4 接觸角測量 119
10.5 污染測試 120
10.6 結(jié)果與討論 120
10.6.1 膜的改性 120
10.6.2 改性膜的形態(tài)表征 121
10.6.3 膜的性能 123
10.6.4 聚電解質(zhì)改性膜的防污性能 127
10.6.5 膜的穩(wěn)定性和儲(chǔ)存性 128
10.7 小結(jié) 128
第11章 纖維素/二氧化鋯納濾膜制備及其水處理應(yīng)用
11.1 界面聚合制備纖維素/二氧化鋯納濾膜 130
11.2 水處理結(jié)果測定 131
11.2.1 渾濁度測定 131
11.2.2 總硬度測定 131
11.2.3 有機(jī)物測定 131
11.3 膜的表征及性能測試方法 131
11.3.1 場發(fā)射掃描測試 131
11.3.2 ATR-IR表征 132
11.3.3 X射線衍射測試 132
11.3.4 熱穩(wěn)定性測試 132
11.3.5 膜的性能測試 132
11.4 結(jié)果與討論 134
11.4.1 界面聚合制備IP-ZrO2/BC-NFM 工藝優(yōu)化 134
11.4.2 IP-ZrO2/BC-NFM 的形貌分析 139
11.4.3 IP-ZrO2/BC-NFM 的化學(xué)組成 141
11.4.4 IP-ZrO2/BC-NFM 的結(jié)晶結(jié)構(gòu) 142
11.4.5 IP-ZrO2/BC-NFM 的熱穩(wěn)定性 142
11.4.6 IP-ZrO2/BC-NFM 的膜性能評價(jià) 144
11.4.7 IP-ZrO2/BC-NFM 的耐酸堿性能 147
11.4.8 纖維素膜對飲用水的處理 148
11.4.9 膜組件性能評價(jià) 153
11.4.10 膜的清洗 155
11.5 小結(jié) 156
第12章 全纖維素膜的金屬離子吸附和染料催化脫色
12.1 纖維素納米晶體的改性 158
12.2 全纖維素膜的制備 159
12.3 膜的表征 159
12.3.1 傅里葉紅外光譜表征 159
12.3.2 X射線衍射測試 159
12.3.3 Zeta電位的測定 160
12.3.4 表面粗糙度的測定 160
12.3.5 表面形貌的表征及元素組成 161
12.3.6 其他研究 161
12.4 吸附等溫線 161
12.5 通過加氫催化染料脫色 162
12.6 結(jié)果與討論 162
12.6.1 合成與表征 162
12.6.2 膜制備 166
12.6.3 金屬離子去除 168
12.6.4 染料的吸附和催化加氫 173
12.7 小結(jié) 176
參考文獻(xiàn)