1. 研究目的与意义
背景:
相较于传统的油水分离技术,膜分离技术可为含油废水的处理提供一种绿色、高效的技术方法。但是,膜污染问题严重制约其大规模发展。重金属废水直接排放到环境中,会对环境造成不可逆的危害。重金属无法进行生物降解,会积累在生物体内,并且大多数重金属都是有毒有害的。膜过滤去除重金属是一种常见的处理方法。金属有机骨架(MOFs)是具有三维孔结构的新型材料,具有结构可调性和性能多样性等特点,将其用于膜材料的改性研究,可实现对膜亲水性能、荷电性能的调控,提升改性膜的抗污染能力,从源头上解决膜污染问题。
国内外研究现状:
2. 研究内容与预期目标
研究内容:
MOF改性膜的制备及其表征:通过溶剂热法合成UiO-66-NH2,通过相转化法将其加入到聚合物基质中,使得MOF改性膜具有较高的亲水性、热稳定性和分离性能。并通过FT-IR(傅立叶转换红外光谱)、NMR(核磁共振)等手段对MOF改性膜的性能和结构进行探究。最终与原始膜进行对比,探究其工艺的可行性。
测试UiO-66-????2修饰改性PVDF膜:利用所合成的MOF纳米颗粒作为添加剂与基质膜材料按比例进行共混制备平板膜,并测试在不同添加剂比例条件下所制备得到改性膜的性能(膜微观形态、水、油接触角、机械强度等),优化混合MOFs颗粒和聚合物基质,探究各个因素对膜性能影响的规律,得出最佳的制膜条件。
3. 研究方法与步骤
方法:
a.通过溶剂热法合成UiO-66-NH2,并对其改性,使得改性的MOF与聚合物基质具有更好的界面相容性。
b.MOFs表征:通过傅立叶转换红外光谱,扫描电子显微镜、X射线衍射等手段对MOF进行表征,分析表征结果。
4. 参考文献
1.刘忠洲,绪曙光.微滤,超滤过程中的膜污染与清洗[J].水处理技术,1997(4):187-193.
2.蒋文韬,周晓吉,刘天澍,等,改性聚氯乙烯膜的制备及其耐酸性能研究[J].塑料工业,2020,48(6):47-52.
3.沈舒苏,张千伟,杨晶晶,等,超亲水疏油聚合物膜处理含油废水的研究进展[J].功能材料,2017,48(4):18-32.
5. 工作计划
进度安排:
| 序号 | 起讫日期 | 工作内容 |
| 1 | 2022.2.21-3.4 | 完成英文翻译,查阅和研究文献资料 |
| 2 | 2022.3.7-3.12 | 进行相关实验材料准备,构思论文框架 |
| 3 | 2022.3.14-4.1 | 开展论文研究:制备膜材料,进行相关表征 |
| 4 | 2022.4.4-4.21 | 进行材料的应用实验,撰写毕业论文初稿 |
