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水处理膜的形貌与性质研究

作　者: 柯佳颖
导　师: 杜红宾
学　校: 南京大学
专　业: 化学工程
关键词: 水处理膜原子力显微技术表面性质结构特征膜污染
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

膜在自然界中,特别是在生物体内是广而恒久地存在着,它与生命起源和生命活动密切相关,是一切生命活动的基础。膜过程在许多自然现象中发挥了重大的作用,在现代经济发展和人民的日常生活中也扮演着重要的角色,但至今膜还没有一个精确完整的定义。广义的膜是指分隔两相界面的一个具有选择透过性的屏障,它以特定的形式限制和传递各种化学物质。结构和功能繁多,其种类也很多,本文所指的水处理膜是具有选择性分离功能的多孔材料,而利用水处理膜的选择性分离实现污水的不同组分的分离、纯化、浓缩的过程称作膜分离。用原子力显微镜扫描水处理膜的表面形貌,并绘制出3D图,根据粗糙度分析报告、粒度累积分布报告和颗粒高度累积分布报告,初步得到水处理膜的表观特征和分子构造特征,以便从分子构造角度定性分析水处理膜的性质和特征。同时测定不同条件下水处理膜的粘滞力曲线,将所得数据进行处理,对所测得的粘滞力大小进行统计分布,并进行洛伦兹函数拟合。将数据列表,在进行比对之后可以定量的分析不同修饰液对水处理膜表面粘滞力大小的影响,同时也可以从中得知水处理膜对各种液体抗污染性的高低,从而可在理论基础上避免实际工业生厂中一些不当操作所带来的损失。本文运用原子力显微技术不但可深入研究水处理膜污染机理,而且可以深层揭示膜内部材料的相关结构和缺陷,以便更进一步完善制备水处理膜工艺流程,同时探寻更为有效、简便的方法来控制和减缓水处理膜污染的发生与发展,提升水处理膜材料和水处理膜组件的应用能力,进一步开发寿命长、强度好、抗污染、价格低的膜材料。

全文目录

中文摘要  7-9
英文摘要  9-11
第一章绪论  11-18
  1.1 水资源现状  11-12
    1.1.1 水资源的短缺  11-12
  1.2 解决水资源短缺的途径  12-13
    1.2.1 海水和苦咸水的淡化  12-13
    1.2.2 城市污水回用  13
  1.3 水处理膜概述  13-15
    1.3.1 几种常见水处理膜  14-15
    1.3.2 水处理膜污染  15
  1.4 研究水处理膜的内容与意义  15-17
    1.4.1 研究水处理膜的内容  15-16
    1.4.2 研究水处理膜的意义  16-17
  参考文献  17-18
第二章 AFM对水处理膜的形貌研究  18-30
  2.1 不同水处理膜的形貌研究  18-26
    2.1.1 AG膜的形貌研究  18-22
    2.1.2 陶氏膜的形貌研究  22-25
    2.1.3 结论  25-26
  2.2 干燥不同时间的水处理膜的形貌研究  26-29
    2.2.1 仪器与试剂  26
    2.2.2 实验方法  26
    2.2.3 结果与讨论  26-29
  2.3 结论  29-30
第三章 AFM对水处理膜的相互作用力的研究  30-39
  3.1 AFM对水处理膜的基本性质的研究  30-34
    3.1.1 仪器与试剂  30
    3.1.2 实验方案  30-31
    3.1.3 实验依据  31-32
    3.1.4 对照实验  32-34
  3.2 AFM对水处理膜的力曲线的研究  34-36
  3.3 AFM对水处理膜的作用力的研究  36-39
第四章扩散过程的模拟研究  39-46
  4.1 离子扩散的随机行走模型  39-41
  4.2 分析方法  41
  4.3 模拟结果讨论与分析  41-46
    4.3.1 定向迁移速率对锂离子扩散行为的影响  41-43
    4.3.2 隔膜平均孔径对锂离子扩散行为的影响  43-44
    4.3.3 隔膜材料与锂离子的弱相互作用对锂离子扩散行为的影响  44-46
参考文献  46-49
附录  49-50
致谢  50-51

水处理膜的形貌与性质研究

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