论文部分内容阅读
采用紫外辐照共价交联和Ca2+交联相结合的方式成功制备了海藻酸钙／聚丙烯酰胺(CaAlg/PAM)水凝胶过滤膜,通过扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)和热重分析(TG)等手段来对膜进行表征。通过对牛血清蛋白(BSA)溶液以及酵母菌悬浊液的过滤实验探究了CaAlg/PAM凝胶过滤膜的抗污染性能。考马斯亮蓝染料的截留实验表明CaAlg/PAM膜有作为纳滤膜的潜质。但是由于双网络结构水凝胶的膜合成工艺较复杂,且铸膜液粘度很大,不利于脱除气泡,很容易造成膜的一些缺陷,因此在随后的章节中重点讨论海藻酸钙基凝胶过滤膜。以PEG为致孔剂,采用离子交联的方式成功制备了海藻酸钙(CaAlg)水凝胶过滤膜。过滤膜的形貌和结构通过SEM. FTIR. TG等手段进行表征,同时采用拉伸实验测试了膜的机械强度。讨论了NaAlg和PEG浓度对膜纯水通量和溶菌酶通量的影响。结果表明,纯水通量随着过滤压力的增加呈现先升高后趋于稳定的趋势。NaAlg含量越低,PEG含量越高,CaAlg过滤膜的通量就越大。CaAlg过滤膜对BSA和乳化油表现出良好的抗污染性能。以PEG作为截留对象,当过滤液中的PEG分子量高于所用的致孔剂PEG的分子量时,膜对于PEG的截留率在90%以上。以PEG400为致孔剂制备的膜对于考马斯亮蓝的截留率接近100%,对于刚果红的截留率也能到99.5%以上。采用尿素作为致孔剂制备的CaAlg过滤膜具有纳滤性能。CaAlg纳滤膜亲水性好,接触角在2s内变为0。BSA溶液的稳定通量为其纯水通量的97.65%。在120 min内CaAlg过滤膜对于20 mg/L的单一Pb2+、Cu2+和Cd2+去除率高于99%。然而,对于三种离子的混合溶液,去除率去除率Pb2+>Cu2+>Cd2+。这一顺序与三种金属离子和NaAlg的结合强度顺序一致。用能谱(EDS)和X射线光电能谱(XPS)来检测重金属离子在海藻酸钙膜截面上的分布。结果表明,膜对于重金属离子的去除主要依赖于膜的吸附效应和与Ca2+的离子交换。通过在CaAlg凝胶基体中添加高岭土(Kaolin)粉末,合成了具有吸附能力的高岭土／海藻酸钙(K/CaAlg)复合过滤膜。通过FTIR和热重分析(TGA)来表征Kaolin和凝胶基体的相互作用。K/CaAlg复合膜对于BSA溶液和油水乳液表现出良好的抗污染性能,对不同分子量的染料呈现不同的截留率。通过不同染料的吸附,讨论了K/CaAlg复合膜的吸附动力学和吸附热力学,并对其吸附动力学和热力学模型进行分析。K/CaAlg膜在染料吸附后具有再生性能,可重复利用。