陶瓷膜的超疏水改性及其在膜蒸馏中的应用研究的任务书.docx

陶瓷膜的超疏水改性及其在膜蒸馏中的应用研究的任务书
任务书
1.研究背景
膜蒸馏是一种通过半透膜分离水分子和其他小分子的技术，在海水淡化、废水处理、饮用水制备等领域得到广泛应用。目前，已经发展出多种不同的膜材料，包括聚酯、聚亚麻酸、聚醚酮、聚萘酰胺等。然而，这些膜材料在过程中难以维持长期稳定，因此需要经常更换。因此，开发一种稳定性、反渗透性和低能耗的材料具有重要意义。
超疏水性陶瓷膜是一种新型膜材料，具有很高的稳定性和较好的反渗透性，因此被广泛应用。超疏水性陶瓷膜在水处理领域中具有潜在的应用前景，但其表面亲水性限制了其应用。因此，开发一种可实现超疏水性改性的陶瓷膜具有重要意义和广阔的应用前景。
2.研究目的
本项目旨在研究超疏水性陶瓷膜的改性方法，实现其表面超疏水性，并实现在水处理领域中的应用。具体目的如下：
1）研究超疏水性陶瓷膜的制备方法及其表面性质。
2）探究陶瓷膜的超疏水性改性方法，确定最佳的改性条件。
3）评价不同改性方法对陶瓷膜性能的影响，确定最优改性方案。
4）探究超疏水性陶瓷膜在膜蒸馏中的应用，分析其性能和效率。
5）开展实验室和现场试验，验证超疏水性陶瓷膜在水处理领域中的应用性能。
3.研究内容
1）制备超疏水性陶瓷膜
超疏水性陶瓷膜的制备将采用常见的溶胶-凝胶法。采用这种方法可以获得均匀、致密的薄膜。在制备过程中，将调整不同的配方、工艺参数等因素，确定最佳的超疏水性陶瓷膜制备方案。
2）超疏水性陶瓷膜的改性
超疏水性陶瓷膜的改性将采用化学改性方法和物理改性方法。其中，化学改性方法包括等离子体处理、有机硅改性和表面修饰等方法。物理改性方法主要包括光照、热处理、冷冻干燥等。
在改性过程中，将调整改性剂种类、改性时间、改性温度等因素，实现最佳的超疏水性改性。同时，通过红外光谱、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱等对陶瓷膜的表面结构进行分析和评估。
3）超疏水性陶瓷膜的性能评估
通过接触角仪、扫描电镜和原子力显微镜等对超疏水性陶瓷膜的性能进行评估。评估指标包括接触角、结构形态等。
4）超疏水性陶瓷膜在膜蒸馏中的应用
通过超滤实验和逆渗透实验对超疏水性陶瓷膜的应用性能进行评估，并分析其在膜蒸馏领域中的应用价值。
5）实验验证
在实验室条件下对超疏水性陶瓷膜进行实验验证。并对实验结果进行分析和总结。
4.研究意义
本项目旨在研究超疏水性陶瓷膜的改性方法及其在膜蒸馏中的应用。本项目具有以下意义：
1）提高超疏水性陶瓷膜的反渗透性和稳定性，拓宽其在膜蒸馏中的应用领域。
2）对超疏水性陶瓷膜的改性机制进行研究，探究超疏水性表面形成的机理。
3）为超疏水性陶瓷膜的应用领域拓宽了新的技术路径，有助于提高水处理领域的技术水平和水资源利用效率。
5.研究方案
本项目的研究方案如下：
1）样品制备
使用混合溶胶-凝胶法制备超疏水性的陶瓷膜。
2）陶瓷膜的改性
采用化学改性方法和物理改性方法对陶瓷膜进行改性。其中包括等离子体处理、有机硅改性和表面修饰等化学改性方法。而物理改性方法主要包括光照、热处理和冷冻干燥等。
通过改变改性剂种类、改性时间、改性温度对超疏水性陶瓷膜进行改性，得到不同改性水平的陶瓷膜。
3）陶瓷膜性能评估
通过接触角仪、扫描电镜和原子力显微镜等对超疏水性陶瓷膜的性能进行评估。评估指标包括接触角、结构形态等。
4）陶瓷膜在膜蒸馏中的应用
对超疏水性陶瓷膜进行超滤实验和逆渗透实验，评估其在膜蒸馏领域中的应用价值。
5）实验验证
采用实验室条件下对超疏水性陶瓷膜进行实验验证，并对实验结果进行分析和总结。
6.进度安排
时间节点|研究内容
-|-
2021.6-2021.7|准备工作、文献调研、方案设计
2021.8-2021.10|陶瓷膜的制备及结构表征
2021.11-2022.1|超疏水性陶瓷膜的改性方法研究
2022.2-2022.4|超疏水性陶瓷膜性能评估
2022.5-2022.7|超疏水性陶瓷膜的应用性评估
2022.8-2022.9|撰写实验报告，总结研究结果和分析
2022.10-2022.12|论文撰写、修改、审阅
2023.1|完成学位论文，准备答辩
7.经费预算
经费预算包括实验室使用费、设备耗材费、实验材料费、科研人员工资及出差费用等。具体经费预算如下：
项目名称|经费费用（元）
-|-
实验室使用费|50000
设备耗材费|20000
实验材料费|10000
科研人员工资|80000
出差费用|10000
合计|170000
8.研究团队
本项目的研究团队由本领域的专家组成，其中包括教授、副教授等职称。团队人员将根据各自的专业知识和技能分工，共同完成本项目的研究任务。团队研究成员及职务如下：
姓名|职务
-|-
xxx（主持人）|教授
xxx|副教授
xxx|副教授
xxx|助理研究员
以上人员均为本