磺化聚芳醚砜超滤膜的制备及性能研究的任务书.docx

磺化聚芳醚砜超滤膜的制备及性能研究的任务书
任务书
题目：磺化聚芳醚砜超滤膜的制备及性能研究
一、课题背景
随着科技的快速发展，膜技术的应用范围日益扩大。超滤膜作为一种重要的分离膜，在水处理、污水处理、食品工业、医药生产等领域中具有广泛的应用。目前超滤膜的制备材料主要包括聚丙烯、聚酰胺、聚亚麻酸、聚苯乙烯等。然而，传统的材料在应用过程中仍面临一些局限性，如膜通量低、抗污染性差、性能不稳定等。
聚芳醚砜（PES）是一种以聚醚酮为主链的高分子材料，因其具有优异的耐热性、耐化学性、机械强度高等特点，已经广泛应用于膜材料领域。本课题旨在以聚芳醚砜为基础材料，通过磺化处理制备超滤膜，并研究其性能表现，以期提高超滤膜的通量、抗衰老性及耐污染性，更好地满足工程应用的需求。
二、课题内容
1.聚芳醚砜的制备和磺化处理
2.超滤膜原材料的选择及优化
3.超滤膜的制备方法及技术参数的优化
4.超滤膜的物理、力学、化学性质的表征和测试
5.研究超滤膜的性能表现，如通量、分离效率、抗衰老性、耐污染性等
三、研究方案
1.聚芳醚砜的制备和磺化处理
1.1采用聚合物溶液法制备聚芳醚砜
1.2采用二硫化碳/四乙氧基硅烷法进行磺化处理
1.3通过红外光谱、核磁共振、扫描电镜等手段对聚芳醚砜和磺化聚芳醚砜进行表征及分析
2.超滤膜原材料的选择及优化
2.1选择合适的聚芳醚砜作为超滤膜的基础材料
2.2测试不同添加剂对超滤膜性能的影响，如聚乙烯吡咯烷酮、聚偏氟乙烯、表面活性剂等
3.超滤膜的制备方法及技术参数的优化
3.1采用浸涂-沉积法制备超滤膜
3.2优化超滤膜制备的操作参数，如温度、时间、浓度、溶剂等
4.超滤膜的物理、力学、化学性质的表征和测试
4.1测试超滤膜的孔径大小、膜厚、表面形貌、水通量等
4.2分析超滤膜的力学性能，如拉伸强度、断裂伸长率
4.3测试超滤膜的化学稳定性和热稳定性
5.研究超滤膜的性能表现，如通量、分离效率、抗衰老性、耐污染性等
5.1测试超滤膜的分离性能，如分离纯水和乳化油水混合液、蛋白质和碱性物质等
5.2研究超滤膜的衰老性，如长时间的使用和高温下的衰老实验
5.3研究超滤膜的耐污染性，如有机物、无机盐和微生物等对膜的影响
四、预期成果
1.成功制备出符合工程应用的磺化聚芳醚砜超滤膜
2.揭示不同添加剂对超滤膜性能的影响机制
3.掌握超滤膜制备过程中的关键参数和操作方法
4.深入了解超滤膜的力学、物理、化学性质以及对不同物质的分离效果
5.为超滤膜的应用提供科学的理论基础和实验依据
五、研究计划
1.第一年
1.1完成聚芳醚砜制备和磺化处理的实验工作
1.2选择合适的添加剂，并进行超滤膜的制备和表征
1.3分析超滤膜物理、力学、化学性质
2.第二年
2.1研究超滤膜的分离效率、抗衰老性等性能表现
2.2进行超滤膜的耐污染性研究
2.3修订实验计划和方案，做出改进和优化
3.第三年
3.1继续进行前期实验的完善及改进
3.2归纳实验结果，修改论文和报告的撰写
3.3提交相关学术期刊和会议论文
六、人员配置及经费预算
1.人员配置
1.1课题负责人一名（博士）
1.2研究生二名
1.3实验室技术人员一名
2.经费预算
总经费预算500万元，主要用于超滤膜研究的实验材料采购、设备维护和相关学术论文的发表费用。
七、进度安排
第一年：完成聚芳醚砜的制备和磺化处理，选择添加剂并进行超滤膜的制备，分析超滤膜物理、力学、化学性质
第二年：研究超滤膜的分离效率、抗衰老性等性能表现，进行超滤膜的耐污染性研究
第三年：继续进行前期实验的完善及改进，修改论文和报告的撰写，提交相关学术期刊和会议论文。
八、参考文献
1.Chakraborty,S.&Koros,W.(2019).PorosityanddielectriccharacterizationofSulfonatedPolyetherSulfoneionexchangemembranes.JournalofMembraneScience,570,370-381.
2.Kim,S.,Lee,N.,&Kim,H.(2018).Surfacemodificationofpolyethersulfonemembranesforenhancedoil-waterseparation.Industrial&EngineeringChemistryResearch,57(10),3570-3581.
3.Huang,Y.S.,Chang,Y.C.,&Fu,Y.T.(2016).One-potsynthesisofsulfonatedpolyetheretherketone/polyethersulfone(SPEEK/PES)compositemembranesfordirectmethanolfuelc