【摘 要】
:
随着膜技术在工业和学术领域的不断发展,由于能耗低,分离效率高和相对简单的工艺,它已经成为一种经济高效的污水处理方法。但通常情况下,膜材料大多疏水的,在过滤过程中会遇到通量较低、所需跨膜压力较大、易被污染、使用寿命较低等问题。对于膜材料进行亲水改性是解决上述问题的有效途径。聚偏氟乙烯(PVDF)膜具有化学稳定性较高、酸碱耐受性好、韧性好等优点而被广泛使用。在本研究中,聚苯乙烯-顺丁烯二酸酐(PSMA
论文部分内容阅读
随着膜技术在工业和学术领域的不断发展,由于能耗低,分离效率高和相对简单的工艺,它已经成为一种经济高效的污水处理方法。但通常情况下,膜材料大多疏水的,在过滤过程中会遇到通量较低、所需跨膜压力较大、易被污染、使用寿命较低等问题。对于膜材料进行亲水改性是解决上述问题的有效途径。聚偏氟乙烯(PVDF)膜具有化学稳定性较高、酸碱耐受性好、韧性好等优点而被广泛使用。在本研究中,聚苯乙烯-顺丁烯二酸酐(PSMA)和聚甲基丙烯酸缩水甘油酯-共-聚(乙二醇)甲基醚甲基丙烯酸酯(P1)分别与聚乙烯亚胺(PEI)通过涂覆的方法对PVDF膜进行亲水改性,PSMA、P1与PEI之间的交联反应使得涂层更为稳定,PEI赋予PVDF膜以超亲水、水下超疏油性以及其他性能。首先,使用PSMA和PEI通过浸涂的方法涂覆PVDF膜,以改善其亲水性。并用相同的改性方法改性棉织物、尼龙网和不锈钢网作为对照。先浸涂PSMA,再浸涂PEI,以产生交联的聚合物涂层,涂覆过程可在30 min内完成。通过扫描电镜(SEM),傅里叶变换衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)表征验证了交联的共聚物在膜表面上的成功涂层。所有改性后的膜材料均具有超亲水、水下超疏油性和动态水下防油污性能,水滴在改性后的膜材料表面都能立即散布开,所有改性后的膜材料表面的水下油接触角均大于155°,与原始膜材料相比均有了明显的变化。所有改性后的膜材料均能实现油/水混合物的分离,且分离效率均在99.0%以上;改性的PVDF膜由于孔径较小,在油/水乳液分离方面的表现最优,分离效率可达98.5%。改性后的PVDF膜还可承受酸碱的浸泡以及长期反复的过滤使用。其次,为了使得涂覆改性的过程更为安全环保,使用水溶性聚合物P1与PEI通过喷涂的方法交替喷涂到PVDF膜上以得到稳定的交联涂层的多功能PVDF膜。通过SEM,ATR-FTIR和XPS表征验证了聚合物被成功的交联涂覆到了膜表面上。对于油水混合物的分离,涂层膜表现出的分离效率超过了99.0%,对于油/水乳液的分离效率则超过了98.0%。过滤BSA后用水洗涤,涂层膜的通量回收率(FRR)可达到96.7%。涂层膜M3(P1与PEI分别各喷涂三次)对刚果红(CR),甲基橙(MO),亚甲基蓝(MB)和结晶紫(CV),Pb(Ⅱ),Cu(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附去除效率分别为82.4%,83.9%,6.3%,26.8%,90.6%,91.3%和86.2%,因此,它可用于去除废水中的阴离子染料和重金属离子。涂层膜的抗菌性也通过抑制区试验和激光扫描共聚焦显微镜(CLSM)分析得到证实。另外,聚合物之间的交联反应也使得涂层膜具有优异的耐久性和可重复利用性。最重要的是,该改性方法仅使用水作为溶剂,保证了涂覆改性过程的安全性和环保性。
其他文献
随着我国城市交通的发展,人们对桥梁外观及功能方面要求越来越高,大悬臂鱼腹式箱梁结构因为自身优点在城市立交桥和互通式匝道桥中被频繁采用。但是由于大悬臂混凝土连续箱梁桥悬臂较长,空间受力复杂,横向偏载效应十分明显,在与独柱墩相结合时横向抗倾覆能力较弱。近年来我国各地接连发生桥梁倾覆事故,严重危害人民生命安全,引起相关部门重视,桥梁专家对大悬臂梁桥及独柱墩梁桥横向抗倾覆研究越来越深入。2015年广东省交
健康高效的小城镇排水管网系统是推进城镇化进程和提高居民生活质量的重要市政基础建设,而工程造价以及资金利用问题往往制约着小城镇排水管网工程的建设。本文应用改进的自适应遗传算法对已定空间布局下的小城镇排水管网设计参数进行优化,旨在寻找最优化的管网设计参数组合以达到最小的排水管网工程投资造价。具体工作如下:1.详细分析了排水管网的水力与结构模型,为遗传算法的应用提供了理论基础。2.针对传统自适应遗传算法
自然界中几乎所有可观测到的物理现象或动力学过程都是非保守的。为了更好的研究非保守力学,El-Nabulsi提出了三类非保守动力学模型即拟分数阶模型。而分数阶Birkhoff系统作为整数阶Birkhoff系统的推广,能够更加准确的描述相应系统的物理行为。因此本文基于拟分数阶动力学模型,提出并研究Birkhoff系统中拟分数阶动力学模型下的分数阶对称性和守恒量。本文根据El-Nabulsi给出的基于R
空心聚合物微球的应用前景非常广泛。在能源领域,空心聚合物微球可以包裹相变材料从而制备相变微胶囊。相变微胶囊能有效解决相变材料的流动能力弱、互容性差和易腐蚀等问题,并且有传热面积大、传热速度快、易分散、应用性强等优点。此外,由于空心聚合物微球球壳与空气间的折光指数差异高,空心聚合物微球具备极强的遮光能力,可用于化妆品、纸张等。空心聚合物微球的广泛应用还需要一些技术上的突破。在乳液微封装法制备空心聚合
目前,覆盖法控制底泥内源磷污染以防止水体富营养化一直是研究的热点。CaO2作为一种兼具释氧性与氧化性的环境友好型材料获得了广泛的关注,研究者们以CaO2为核心制备了不同的复合材料。这些材料要么缓释周期较短,要么材料得不到有效的利用,虽然在内源磷的控制方面具有优势,然而,当水体磷污染亟需应急或需长期保持时,这些材料的使用又存在争议。基于此,本研究以过氧化钙为核心,合成了新型过氧化钙复合材料,考察了其
有机磷阻燃剂(organophosphorous flame retardants,OPFRs)被广泛用于多个领域中。由于OPFRs具有基因毒性和致癌性,且其污染范围越来越广,因此建立快速、绿色、高效的OPFRs测定与去除方法有重要意义。在本研究中选用两种典型的多孔材料---介孔二氧化硅和生物炭材料,分别将其运用于水中OPFRs的测定前处理和吸附去除。具体内容包括:(1)制备了含铁的介孔二氧化硅材
底泥扰动是自然水体中沉积物内源磷再生和形态转化的重要影响因素。但从目前研究来看,底泥扰动对内源磷再生和形态转化的作用机制尚未完全明确。同时,以往的研究多专注于截除外源磷的条件下,扰动对水体内源磷在泥水界面的迁移转化过程及其在不同形态磷中的分布。尽管实际水体中外源磷输入逐渐得到控制,但两者却仍是共同存在的,且在进入水体后难以捕捉该部分磷在泥水两相之间,特别是泥相不同形态磷间的转化过程。另外,先前的此
钢框架内填竖缝RC墙结构(Steel frame with slit RC wall structure,简称SRCW)是由钢框架、内填竖缝RC墙和抗剪连接件组成。与普通钢筋混凝土RC墙相比,因设置了竖缝,RC墙的抗侧刚度减弱。在水平地震作用下,竖缝RC墙的各缝间墙肢产生大量的细小裂缝,变形和耗能能力显著增强。将带竖缝的钢筋混凝土RC墙应用到超高层建筑中,将有效提高结构的抗侧刚度,增强结构的稳定性
针对含N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的高有机氮工业污水构建ABR-CSTR组合工艺,利用厌氧氨化-全自养脱氮(Completely Autotrophic Nitrogenremoval Over Nitrite,CANON)组合技术经济、高效的处理DMF废水。本研究采用2组相同的ABR-CSTR组合一体式反应器进行对比研究试验,并采用高通量测序技术分析系统功能微生物变化情况,以期为日后实际工程的
随着工业发展及城市扩张,排入水环境中的重金属与环境激素逐年增多。其中,锌含量显著高于其他重金属;双酚A(Bisphenol A,BPA)检出频率和检出浓度偏高,是当前生态环境中重要的内分泌干扰物之一。传统的常规废水处理工艺难以有效去除锌及BPA,二者产生的复合效应对生态环境甚至生物健康造成极大危害,对这些污染物的去除势在必行。此外,微藻在富营养化水体中广泛存在,对藻资源的无害化处理及资源化利用是改