羧化壳聚糖复合纳滤膜的制备及其性能研究的任务书.docx

羧化壳聚糖复合纳滤膜的制备及其性能研究的任务书
任务书
一、项目背景
水是人类生命和社会经济发展不可或缺的重要资源。随着人口的增长和经济的发展，水资源的供需矛盾日益突出。因此，开发高效的水处理技术成为了当今社会亟待解决的重大问题之一。膜分离技术作为一种有效的水处理技术，其广泛应用在水处理、海水淡化、废水回用等领域。其中，纳滤技术的应用越来越广泛。
传统的纳滤膜在应用中存在一些不足，例如膜表面易受到生物污染影响、膜孔径有限等。羧化壳聚糖（CMC）是一种天然且生物可降解的聚合物，具有一些特殊的物理、化学性质，如电化学性能、高度活化性以及活体相容性，且可以通过氧化等方法进行羟基和羧基修饰，从而具有良好的生物降解性。因此，以CMC为基材料制备纳滤膜可以克服上述不足，并具有良好的分离效果，但普通CMC所制备的纳滤膜的性能仍有待提高。
因此，本项目旨在通过羧化壳聚糖与聚丙烯酰胺（PAN）的复合，制备具有优异性能的纳滤膜，并对其进行性能分析和评价。
二、项目内容
本项目将采用交联聚合法制备羧化壳聚糖/PAN复合材料。制备过程中，将对CMC与PAN的质量比、交联剂种类、浸泡时间等因素进行优化。优选制备出复合材料并进行表征和评价，建立其物理化学性能、稳定性和应用性能方面的综合评价体系。具体研究内容包括：
1.优化交联聚合制备羧化壳聚糖/PAN复合材料的工艺参数，包括CMC与PAN的质量比、交联剂种类、浸泡时间等因素。
2.对所制备的羧化壳聚糖/PAN复合纳滤膜进行表征，包括膜的厚度、孔径大小、纵向和横向通量、截留性能、储存稳定性和生物相容性等方面。
3.建立综合评价体系，评价所制备的羧化壳聚糖/PAN复合纳滤膜的物理和化学性质、稳定性以及应用性能等方面，为其在实际水处理工业应用中提供理论和技术支撑。
三、项目目标和成果
1.优化制备羧化壳聚糖/PAN复合材料的工艺参数，得到制备工艺可控、重复性好、性能稳定的羧化壳聚糖/PAN复合膜。
2.将所制备的纳滤膜进行综合性评价，明确其各方面性能指标，并与现有的纳滤膜进行比较分析。
3.围绕所制备的羧化壳聚糖/PAN复合膜的应用特性，建立相应的应用评价体系，对其进行实际应用效果的评价。
4.提高国内关于羧化壳聚糖/PAN复合材料的研究水平，促进我国水处理技术的发展，对提高我国水资源利用效率和节约资源具有重要的意义。
四、研究计划和方法
1.研究计划
初步确定研究方案和任务书，做桌面研究和实验准备(1个月)。根据已有文献和前期研究工作，确定并初步优化制备羧化壳聚糖/PAN复合材料的工艺条件。进行复合材料的表征和评价，为制备羧化壳聚糖/PAN复合纳滤膜做好前期实验工作。
制备羧化壳聚糖/PAN复合纳滤膜(5个月)。在前期工作基础上，进一步优化制备羧化壳聚糖/PAN复合纳滤膜的工艺参数，在实验室条件下制备该复合膜，建立其性能评价体系，进行性能测试和表征。
对所制备的羧化壳聚糖/PAN复合纳滤膜进行应用评价(2个月)。考虑到纳滤膜的实际应用情况，该项研究采用模拟实验和工业实验相结合的方式，开展纳滤膜的应用评价和实际效果测试，以得出真实可靠的应用性评价结果。
撰写研究论文和技术报告(3个月)。基于实验结果和评价体系，撰写相关的学术论文和技术报告，对项目完成的结果进行总结归纳和学术交流。
2.研究方法
（1）羧化壳聚糖/PAN复合纳滤膜的制备。利用交联聚合法制备羧化壳聚糖/PAN复合材料，优化工艺参数，制备高质量的复合膜，并对复合膜进行性能测试和表征。
（2）复合膜表征和评价。通过扫描电子显微镜（SEM）、热重分析（TGA）、X射线衍射（XRD）等技术手段，对膜的微观结构、热稳定性等进行表征。通过流量、控制回收率和截留效率等性能指标对复合膜进行性能评价，并建立相关综合评价体系。
（3）应用评价。通过模拟实验进行工业应用效果的评价，包括纳滤膜的使用寿命、维修周期、补给水水质控制等实际应用参数。
五、项目预算
1.人员费用：项目组共计5人，包括负责人1人、技术人员2人、后勤人员2人，共计人员费用100万元。
2.材料费用：主要用于制备羧化壳聚糖/PAN复合材料和纳滤膜，并进行表征和评价。包括化学试剂、仪器设备、样品运费等，共计50万元。
3.研究场地租金和设备维护费等费用：包括房租、仪器维护费、水电费等，共计20万元。
4.其他杂项费用：如会议费、差旅费等，共计10万元。
总预算为180万元。其中，项目周期为11个月。
六、项目意义
本项目的研究成果将有助于优化纳滤膜的性能，具有重要的实际应用价值。
1.为建立高效、节水、可持续的水处理新技术提供了一种新方法和新思路。
2.为减缓水资源紧缺现状，提高我国水资源利用效率提供了一种新途径。
3.为中国水处理行业的自主创新和技术升级提供了新的研究支撑和技术保障。