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含准轮烷滤膜的抗污染及吸附性能研究

2020-12-02阅读(532)

含准轮烷滤膜的抗污染及吸附性能研究

论文摘要

水处理技术中的膜分离技术普遍存在膜的成本相对较高,易发生污染等问题,这直接影响膜分离过程的效率和经济性。本文针对以上两点问题,开发了低成本,抗污染功能复合膜。在价格低廉的工业滤布支撑基体上经浸渍,涂敷处理制备了耐污染复合膜,并对其结构与性能进行了研究。实验证明,该复合膜是一种亲水性强,抗污染性能优越而且成本较低的新型复合膜。同时,该复合膜在吸附去除水体中有机微污染物方面也具有较好的应用前景。（1）采用浸渍涂敷法制备了含环糊精聚合物—准轮烷（Ployrotaxane,PR）/准轮烷、二氧化钛（TiO2）的聚乙烯醇（Polyvinyl alcohol,PVA）复合膜。过滤人工模拟微污染水体的实验结果表明:铸膜液能与涤纶基膜很好的结合形成具有稳定结构的复合膜,且复合膜在过滤实验中表现出较大的水通量,较好的截留性能和抗污染性能。PR（2%）-PVA（5%）和PR（2%）-PVA（10%）-TiO2配比的复合膜与其它同类型复合膜相比,具有较好的截留效果以及最低的不可逆膜污染阻力,过滤性质最好。（2）在有机微污染物吸附实验中,PR（2%）-PVA（5%）和PR（2%）-PVA（10%）-TiO2的复合膜都表现出了最佳的吸附效果。当PR含量为2%,PVA含量为5%时,2 h内直径6 cm复合膜对200 mL低浓度（11 mg/L）甲苯溶液的吸附去除量可达1.4 mg,而增加了TiO2的复合膜的甲苯吸附量达1.3 mg。这表明该复合膜具有理想的吸附去除污染物的能力,这对利用复合膜净化有机微污染水源及对污染物的后续处理具有重要的意义。（3）在PR-PVA-TiO2膜的吸附再生实验中,饱和后的复合膜在经过紫外光照射后仍具有吸附水中微量甲苯的能力。其中PR（1%）-PVA（10%）-TiO2的再生膜可在2 h内吸附0.9 mg的甲苯,去除率近70%,且吸附效果较再生前有大幅提高,去除率增加35%。研究发现PR对改善膜的过滤性具有积极的作用,而PR的特殊结构也使得它在吸附有机小分子方面突出于其它改性材料,TiO2的加入为膜的再生和重复使用提供了理论上的平台。在此研究基础上可以认为,所制复合膜的应用前景较为广泛。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 引言
  • 1 综述
  • 1.1 水处理技术概况
  • 1.1.1 水环境污染控制与净化
  • 1.1.2 水处理方法及原理简介
  • 1.1.3 水体污染与水质特性
  • 1.2 膜分离技术,分离膜材料的发展及其在水处理技术中的应用进展
  • 1.2.1 膜分离技术的在水处理技术中的发展状况
  • 1.2.2 分离膜材料的发展状况
  • 1.2.3 滤膜材料的发展
  • 1.2.4 抗污染功能分离膜材料的研究现状
  • 1.3 分离膜的制备及膜改性
  • 1.3.1 分离膜材料的制备工艺
  • 1.3.2 分离膜材料的表面改性
  • 1.3.3 分离膜材料中的耦合技术
  • 1.4 环糊精及其衍生物在环境污染物分析,分离与净化中的应用
  • 1.4.1 环糊精简介
  • 1.4.2 环糊精聚合物
  • 1.4.3 环糊精复合膜研究进展
  • 1.4.4 环糊精的应用研究
  • 1.5 纳米无机材料（光催化剂）在膜分离与水处理技术中的研究状况
  • 2光催化氧化技术'>1.5.1 TiO2光催化氧化技术
  • 2的负载技术'>1.5.2 TiO2的负载技术
  • 2光催化与膜分离技术,水处理的联用'>1.5.3 TiO2光催化与膜分离技术,水处理的联用
  • 2光催化在环境保护中的应用'>1.5.4 TiO2光催化在环境保护中的应用
  • 2 研究目的,意义及内容
  • 2.1 学术构想与思路
  • 2.2 研究目的和意义
  • 2.3 研究内容
  • 3 实验方法,流程及原理
  • 3.1 实验材料与仪器
  • 3.1.1 实验消耗品
  • 3.1.2 实验仪器
  • 3.2 膜制备方法,依据及流程
  • 3.2.1 膜制备方法和依据
  • 3.2.2 膜制备流程
  • 3.2.3 其他实验材料的制备
  • 3.3 实验装置及实验流程
  • 3.3.1 实验装置
  • 3.3.2 实验流程
  • 3.4 表征与讨论
  • 3.4.1 准轮烷（PR）的表征
  • 3.4.2 PR-PVA改性膜的表征
  • 2改性膜的表征'>3.4.3 PR-PVA-TiO2改性膜的表征
  • 2修饰PVA改性膜的过滤性质研究'>4 PR/PR、TiO2修饰PVA改性膜的过滤性质研究
  • r）研究'>4.1 改性膜的负载率（ID）及含水率（Wr）研究
  • 4.2 改性膜截留,抗污染性质的研究
  • 4.2.1 分析方法
  • 4.2.2 PR-PVA改性膜截留性能研究
  • 2改性膜截留性能研究'>4.2.3 PR-PVA-TiO2改性膜截留性能研究
  • 4.2.4 PR-PVA改性膜抗污染性能研究
  • 2改性膜抗污染性能研究'>4.2.5 PR-PVA-TiO2改性膜抗污染性能研究
  • 4.3 本章小结
  • 2修饰PVA改性膜的吸附性质研究'>5 PR/PR、TiO2修饰PVA改性膜的吸附性质研究
  • 5.1 分析方法
  • 5.1.1 甲苯吸附标准曲线的绘制
  • 5.1.2 PR粉末的吸附特性
  • 5.2 PR-PVA改性膜的吸附性质
  • 2改性膜的吸附性质'>5.3 PR-PVA-TiO2改性膜的吸附性质
  • 5.4 本章小结
  • 2修饰PVA改性膜的再生性能研究'>6 PR,TiO2修饰PVA改性膜的再生性能研究
  • 6.1 分析方法及原理
  • 6.2 实验设备,材料及流程
  • 6.3 改性膜再生性能分析
  • 6.4 改性膜应用前景分析及建议
  • 6.4.1 应用前景分析
  • 6.4.2 建议
  • 结论
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
  • 致谢

    • 相关论文文献

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