环氧二氧化硅和聚乙烯亚胺交联涂层PVDF膜及其性能研究开题报告

1. 研究目的与意义

1.1 研究背景

近年来，随着工业的快速发展和人口激增。来自石油开采、加工、纺织、铁路及交通运输、屠宰及食品加工和机械等行业的含油污水的排放，破坏了水体的生态环境，还破坏了周围土壤或者陆地的生态环境，进而危害人体或者动物的健康，造成极大的环境危害和社会危害。因此，开发有效的油污处理方法已成为一个关键问题。

传统的油水分离技术包括：重心分离、离心分离、吸附分离、生物处理和浮选，但是这些方法通常能耗用高、成本高、二次污染严重。随着膜技术在工业和学术领域的不断发展，由于能耗低，分离效率高和相对简单的工艺，它已经成为一种经济高效的油水分离方法。在分离过程中，膜充当两种不混溶液体（即油和水）之间的半渗透性“过滤器”，控制这两种液体的运动。通常，膜是疏水性的，在使用过程中其表面容易被污染，最终导致分离效率的下降。为了降低膜表面被污染的可能性，我们应该提高膜的亲水性，使得油和油基污染物在其表面被排斥。

2. 研究内容与预期目标

2.1 主要研究内容

（1）二氧化硅的合成和环氧基的接枝（2）环氧二氧化硅/pei涂层pvdf膜的制备与表征（3）环氧二氧化硅/pei涂层pvdf膜油水分离性能研究（4）环氧二氧化硅/pei涂层pvdf膜抗污染性能研究

（5）环氧二氧化硅/pei涂层pvdf膜吸附重金属和染料性能研究

3. 研究方法与步骤

（1）二氧化硅的合成和环氧基的接枝以硅酸四乙酯为原料，氨水为催化剂，采用溶胶凝胶法制备了纳米级的二氧化硅粒子。使用kh560对二氧化硅进行改性，将环氧基接枝到二氧化硅的表面，并通过atr-ftir红外光谱对环氧二氧化硅的合成和改性进行表征。

（2）环氧二氧化硅/pei涂层pvdf膜的制备与表征通过正交试验，将不同浓度的环氧二氧化硅和pei按照不同比例涂覆在膜上，使其在不同温度下反应，通过测量比较不同涂层膜的水接触角和水通量探索最佳的成膜条件。利用atr-ftir，xps表征分析涂层膜的表面元素组成；利用sem表征涂层膜的微观结构；利用接触角测试涂层膜的亲疏水性能。

（3）环氧二氧化硅/pei涂层pvdf膜油水分离性能研究使用真空过滤装置过滤油水混合物，油水乳液两种油水系统，通过测量过滤前后油的浓度，滤液的体积，过滤时间计算涂层膜的通量和油截留率以评估环氧二氧化硅/pei涂层pvdf膜油水分离性能。

4. 参考文献

[1] 周琳，李勇. 我国的水污染现状与水环境管理策略研究[j]. 环境与发展. 2018, 30(04):51-52.

[2] 夏利国. 膜分离技术原理及在水处理行业中的应用[j]. 山东化工. 2010, 39(9): 48-51.

5. 工作计划

（1）2022.1.10-2022.3.8，查阅和研究文献资料，完成英文翻译；

（2）2022.3.9-2022.3.27，撰写开题报告，构思论文框架，进行开题；

（3）2022.3.28-2022.5.10，开展论文研究，完成论文的数据搜集和各项分析，准备并完成中期检查，分组ppt报告研究计划和进度；