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苯基哌嗪衍生物单体的合成及复合纳滤膜制备的研究

作　者: 姚亮
导　师: 杨振秀；郭志峰
学　校: 河北大学
专　业: 应用化学
关键词: 复合纳滤膜基膜相转化法界面聚合膜性能
分类号: TB383.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

纳滤是近20年发展起来的一种新型膜分离技术,与反渗透膜相比,纳滤膜具有操作压力低、膜通量高等优点,已经成为当今膜技术领域的研究热点。本文以苯基哌嗪衍生物单体的合成及复合纳滤膜的制备为研究目的,开展了一系列工作。一,探索合成了苯基哌嗪衍生物—间苯二甲酰哌嗪(IDP)。二,以聚醚砜(PES)为膜材,聚乙二醇600(PEG600)为添加剂,N,N—二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,纯水为凝固浴,用相转化法制备出高水通量、高截留率聚醚砜超滤膜—复合纳滤膜的基膜,确定了最适宜的制备条件：PES浓度12wt%～16wt%,添加剂PEG600含量7%～13%,凝固浴温度15℃～25℃。所得到的超滤膜对牛血清蛋白(分子量为67000)的截留率达到95%以上,纯水通量达600L.m-2.h-1左右。三,分别以六水哌嗪(PIP)和间苯二甲酰哌嗪(IDP)为水相单体,自制均苯三甲酰氯(TMC)为油相单体,采用界面聚合法制备了PIP/TMC和IDP/TMC聚哌嗪酰胺复合纳滤膜,考察了界面聚合条件对复合膜性能的影响,得到了两种复合纳滤膜的最佳界面聚合条件。PIP/TMC聚哌嗪酰胺复合纳滤膜：PIP水相单体浓度为1.0wt%, TMC油相单体浓度为0.25wt%,反应时间为2min,热处理温度为70℃。IDP/TMC聚哌嗪酰胺复合纳滤膜：IDP水相单体浓度为0.75wt%,TMC油相单体浓度为0.35wt%,反应时间为5min,热处理温度为80℃。所制备的两种聚哌嗪酰胺复合纳滤膜表现出良好的脱盐效果和通量：对1.5g/L硫酸钠水溶液的脱盐率达95%,通量在25L.m-2.h-1左右；对1.5g/L硫酸镁水溶液的脱盐率达90%,通量在29L.m-2.h-1左右；对1.5g/L氯化镁水溶液的脱盐率达60%,通量在40L.m-2.h-1左右；对1.0g/L氯化钠水溶液的脱盐率达17%,通量在45L.m-2.h-1左右。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章前言  10-16
  1.1 膜分离技术  10-12
    1.1.1 膜分离技术的特点  10-11
    1.1.2 常见膜分离过程  11-12
  1.2 纳滤膜分离技术  12-15
    1.2.1 纳滤膜分离原理及特点  12
    1.2.2 纳滤膜的制备方法  12-14
    1.2.3 纳滤膜的应用及研究现状  14-15
  1.3 实验方案  15-16
第2章苯基哌嗪衍生物的合成  16-24
  2.1 主要实验药品与仪器  16
    2.1.1 实验药品  16
    2.1.2 实验仪器  16
  2.2 苯基哌嗪衍生物IDP的合成  16-23
    2.2.1 实验  16-19
    2.2.2 结果与讨论  19-23
  2.3 本章小结  23-24
第3章复合纳滤膜基膜的制备  24-31
  3.1 实验  24-25
    3.1.1 主要实验药品与仪器  24
    3.1.2 相转化法制备聚醚砜基膜  24
    3.1.3 铸膜液粘度的测定  24-25
    3.1.4 膜的性能和结构表征  25
  3.2 结果与讨论  25-30
    3.2.1 PES浓度对膜性能和结构的影响  25-27
    3.2.2 添加剂含量对膜性能和结构的影响  27-28
    3.2.3 凝固浴对膜性能和结构的影响  28-30
  3.3 本章小结  30-31
第4章复合纳滤膜的制备  31-46
  4.1 主要实验药品与仪器  31-32
    4.1.1 实验药品  31
    4.1.2 实验仪器  31-32
  4.2 实验  32-34
    4.2.1 油相单体均苯三甲酰氯的合成  32
    4.2.2 复合纳滤膜的制备  32-34
  4.3 结果与讨论  34-45
    4.3.1 均苯三甲酰氯的红外谱图分析  34-35
    4.3.2 PIP/TMC聚哌嗪酰胺复合纳滤膜的制备  35-41
    4.3.3 IDP/TMC聚哌嗪酰胺复合纳滤膜的制备  41-45
  4.4 本章小结  45-46
第5章结论  46-48
参考文献  48-51
致谢  51-52
附录:硕士研究生期间发表的论文  52

苯基哌嗪衍生物单体的合成及复合纳滤膜制备的研究

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