【摘 要】
：
近年来,随着人类社会和工业文明的发展,水污染问题也日益严重,因此急需一种新型的技术来实现高效能的废水处理。与传统分离技术相比,膜分离技术拥有着高通量、高截留率、易于部署、节能等显著优点,是解决水污染和水资源短缺问题的首选方法。膜分离技术是关键,其中静电纺丝技术作为一种可以大规模生产纳米纤维的技术具有批量制备高性能纳米纤维复合膜的优势潜力。但是纯相的纤维膜片往往很难达到理想的分离效果,通过改性的复合
论文部分内容阅读
近年来,随着人类社会和工业文明的发展,水污染问题也日益严重,因此急需一种新型的技术来实现高效能的废水处理。与传统分离技术相比,膜分离技术拥有着高通量、高截留率、易于部署、节能等显著优点,是解决水污染和水资源短缺问题的首选方法。膜分离技术是关键,其中静电纺丝技术作为一种可以大规模生产纳米纤维的技术具有批量制备高性能纳米纤维复合膜的优势潜力。但是纯相的纤维膜片往往很难达到理想的分离效果,通过改性的复合膜可以克服这一缺点。最近金属有机框架（MOFs）材料因为其较高的孔隙率和良好的兼容性被广泛应用于在改善膜片材料的性能方面。本论文通过在复合膜中引入MOFs材料实现了高性能分离膜的制备,并借由计算机模拟技术揭示了其中的传输和分离机理。具体研究内容如下:（1）在致密的界面聚合层中引入超薄2D-MOF纳米片构筑高性能TFN复合膜。与传统的MOFs颗粒相比,超薄的2D-MOF纳米片具有易分散、亲水官能团丰富和比表面积大等优点,将其引入到致密的聚酰胺分离层中能够极大提高复合膜的综合性能。脱盐实验结果表明,引入超薄2D-MOF纳米片所构筑的TFN复合膜的水通量较商业TFC膜提高了150%,且Na Cl的截留维持在99%以上。（2）利用静电纺丝技术制备高性能多孔纳米纤维基油水分离复合膜。借助于静电纺丝基膜片易于改性的优点,通过调控膜两侧金属离子与2-甲基咪唑的浓度,利用反扩散法可控制备具有“Janus”性能的高效油水分离膜,即复合膜两侧拥有不同的亲疏水性能（一侧为亲水改性的ZIF-8层、一侧为疏水的ZIF-L层）。重力条件下油水分离结果表明,所制备的静电纺丝基复合膜对于5种不同的油水混合液和油水乳液均具有优异的快速分离性能（＞99%）,其中油水混合液分离时水通量高达4769 L·m-2·h-1、油水乳液的水通量也达到了1430 L·m-2·h-1。同时,经过20次循环重复使用后,在去离子水冲洗过后复合膜的通量恢复率仍然高达75%。（3）为进一步揭示制备复合膜分离及传质机理,利用分子动力学（MD）和密度泛函理论（DFT）对于水分子在膜中的传输过程进行了理论研究。MD研究结果表明,多孔超薄的2D-MOF纳米片结构能够有效地降低水分子在分离层中传质阻力,从而提高了TFN复合膜的水分子扩散系数和渗透性能;DFT计算分析,静电纺丝基油水分离膜中聚谷氨酸改性后的ZIF-8相比于未改性ZIF-8的极化侧具有更低的静电势能,使其更易于与水分子之间形成氢键,增加了改性膜ZIF-8侧的亲水性,从而提升了复合膜的油水分离性能。
其他文献
近年来,随着经济持续快速发展,居民生活水平不断提高,我国城市生活垃圾产量日益增长,垃圾围城成为不少城市的一种普遍现象。多年以来,我国垃圾只重视末端处理,虽取得了一定成效,却也带来了一系列问题,如垃圾填埋引发的占用土地及其他环境问题等。因此,实行垃圾分类迫在眉睫。同时,作为一种放错地方的资源,实行垃圾分类还可实现资源回收利用,具有很强的现实意义。国家住建部等9个部门联合印发通知要求,自2019年起,
民间美术作为中国传统文化的重要组成部分,具有本民族文化的基本特征。数千年来,民间美术以深厚的民族文化底蕴,凝聚了中国劳动人民的智慧。在21世纪的今天,科学技术的高速发展、文化的丰富多元也使得民间美术的发展面临着新的挑战,如何保护和传承我国的传统艺术是一个重要的问题。本文以民间美术的传承与创新为主要分析对象,结合笔者的美术教学经历从而系统地分析民间美术的学习与传承、并通过绘画作品分析民间美术的可借鉴
生物质化学链热解（CLPy）是一种新型的热解技术,该技术将化学链热解过程与化学链气化过程相耦合,可在热解过程中同时生产高品质生物油和合成气,并实现载氧体的再生,相较于直接热解过程具有显著优势。通过对化学链热解过程中生物质的热解特性及氧元素迁移规律进行分析,可为化学链热解技术制备高品质生物油或化学品提供理论依据。本文以小球藻（Chlorella）为原料,分别研究还原态Ca2Fe2O5（Re-CF）载
作为超重力旋转填料床的核心部件,填料的结构和特点对超重力装置传质性能、流体力学性能、使用寿命及稳定性等起着举足轻重的影响。液相在高速旋转的填料转子作用下被剪切为细小单元尺寸,液膜厚度降低,表面更新速率加快,相间接触面积增大,有效减小传质阻力,进而强化物料间传质反应的发生。因此,填料的精细结构设计和特征尺寸确定对超重力技术应用性能具有重要意义。通过深入研究分层错流旋转填料床的强化过程,结合丝网填料对
硬脂酸在工业生产中的广泛应用与其较大的粉尘爆炸危险性之间的矛盾,使得从复杂的反应机理层面对硬脂酸的热解和燃烧过程进行研究是非常必要的。本文基于ReaxFF从原子层面对硬脂酸的热解和燃烧过程进行了分子动力学模拟,详细分析了硬脂酸分子的初始分解路径,获取了主要产物的演化过程,描述了硬脂酸热解和燃烧的反应机理,并研究了硬脂酸的热分解特性和火焰传播特性,在硬脂酸生产和使用的危险性防控中有着重要意义。通过对
目的:探讨《活幼心书》儿科病证的辨治特色,为临床提供参考。方法:以人民卫生出版社2006年6月新1版《活幼心书》为蓝本,对该书的医理论述、病证治验、方药运用等进行整理、归纳、分析,探讨其病证辨治特点。根据旧时儿科四大证及我国目前重点防治的小儿四病,结合卷中相关病证论述,选取相应章节,分别整理归纳其理法方药特色,并借助中医传承辅助系统对所选方药进行药物频数统计及组方规律分析,探讨其辨治儿科疾病的经验
“碳达峰”是指某个国家、地区或经济体的二氧化碳排放达到峰值,停止增长保持稳定或有下降趋势;针对排放的二氧化碳,而“碳中和”则是在“碳达峰”的基础上通过固定碳排放、植树造林等方式将排放的二氧化碳全部中和,甚至实现负碳排放。目前,我国针对碳达峰、碳中和已经提出“3060”目标,在2030年力争实现碳达峰,2060年力争实现碳中和。碳达峰和碳中和将会对我们生活的方方面面产生巨大的影响。现有研究认为实现“
个性化推荐通过向用户提供匹配他们偏好的内容,在消费者满意度、消费者忠诚度的提高上为企业带来巨大的利益。随着个性化推荐系统被越来越多的应用于与消费者生活相关的各种场景,个性化推荐也逐渐显示了一些弊端。算法的不透明度导致了消费者与系统之间的信息不对称性,让消费在不知不觉中被算法利用“杀熟”。消费者需要知道自己的数据被用于什么样的目的,需要系统在为其推荐时进行解释。本文聚焦于个性化推荐系统中的推荐解释,
本课题从改善商业聚醚砜（PES）中空纤维膜的亲水性着手,旨在改性聚醚砜中空纤维膜表面,提高净水通量和更好的截留性能。本实验采用了单宁酸和羧甲基壳聚糖作为改性剂,采用浸渍法,以商业PES中空纤维膜为底膜,探究了在HCl-Tris缓冲溶液（p H=7.8）中添加单宁酸（TA）和羧甲基壳聚糖（CMCS）对膜亲水改性的影响;同时为进一步提高膜通量,使用N,N-二甲基乙酰胺（DMAC）对底膜PES刻蚀使膜孔
随着经济社会发展,现代装修日趋复杂化、多样化,导致装修工程施工组织愈加复杂。基于现代化装修特点,合理调度施工资源,实现工期最短、成本最优是问题关键所在。流水施工能解决工期优化问题,但无法实现多目标控制。因此,借助现代算法手段解决现代装修问题具有迫切性和必要性。本文在对装修工程施工工艺及内容调研分析基础之上,建立了静态装修工程施工组织多目标优化问题数学模型,并应用NSGA II算法进行求解,实现了静