發(fā)布時間：2020-06-09 01:35

【摘要】：膜蒸餾擁有操作流程簡單、能耗低、分離效率高等優(yōu)勢�？萍既找孢M(jìn)步,膜材料的相關(guān)工藝也取得了長足的進(jìn)步,在復(fù)雜的污水處理中成為重點(diǎn)研究的處理方法。膜蒸餾兩側(cè)料液溫度不同,兩側(cè)溫度差引起蒸汽壓差不同,蒸氣壓差是膜蒸餾的傳質(zhì)推動力,但疏水膜本身是高度疏水的,這使得傳質(zhì)過程中受到的阻力增加。因此產(chǎn)水質(zhì)量與其他處理過程相比較低,阻礙了其大規(guī)模應(yīng)用。最新的實驗表明,氧化石墨烯(graphene oxide,GO)能夠提高水傳遞速率。GO片層間距的范圍在0.7nm-1nm之間,利用其尺寸篩分效應(yīng)能夠有效的截留目標(biāo)污染物。本文采用GO對膜蒸餾常用的PVDF膜進(jìn)行冷側(cè)親水改性,研究改性膜膜通量和截鹽率的變化。將不同氧化程度氧化石墨烯用于膜改性,探究GO氧化程度對膜蒸餾性能的影響。因此,本研究主要分為如下內(nèi)容:(1)選擇改性Hummers法為GO的制備方法,將反應(yīng)溫度依次設(shè)置為50℃、60℃、70℃,制備不同氧化程度氧化石墨烯(50GO、60GO、70GO),通過傅里葉變換紅外光譜(FTIR)、XRD、電子掃描電鏡(SEM)、X射線能譜(XPS)等手段表征了其結(jié)構(gòu)。發(fā)現(xiàn)隨著反應(yīng)溫度的提高氧化程度提高。(2)分別采用直接涂覆法和復(fù)合表面涂覆法將GO涂覆在PVDF膜表面,并對可能影響膜改性的關(guān)鍵因素進(jìn)行了研究。發(fā)現(xiàn)直接涂覆法無法有效的將GO固定在PVDF膜上,而利用復(fù)合涂覆法能夠?qū)O牢固的固定下來。探究了多巴胺浸泡時間和GO涂覆液濃度等因素對膜結(jié)構(gòu)和性能的影響,確定最佳實驗條件為多巴胺浸泡2h,GO涂覆液濃度為5mg/mL。(3)采用復(fù)合表面涂覆法,通過多巴胺將GO固定在PVDF膜表面。使用不同氧化程度的氧化石墨烯制備出不同的GO復(fù)合膜(50GO/PVDF、60GO/PVDF、70GO/PVDF)。結(jié)果表明:GO改性增強(qiáng)了原膜的親水性,且GO氧化程度越高親水性越強(qiáng)。接觸角不斷下降;膜通量相比原膜依次提高了5.7%、10%、18.9%,最高可以達(dá)到18.3 kg.m~(-2.)h~(-1);截鹽率較原膜相比也有所提高,從99.2%提高到99.9%,但氧化程度對截鹽率影響不大。
【圖文】：

第一章 文獻(xiàn)綜述類散到冷凝側(cè)的方式為分類依據(jù)，可將膜蒸餾分為四種類氣隙式（AGMD）、真空式（VMD）、氣掃式（SGMD側(cè)料液均保持一致，只將冷側(cè)冷凝的方式進(jìn)行改變。在員對這幾種膜蒸餾方式不斷完善來提高他們的工作效率研發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的膜蒸餾研究中直接接觸式膜蒸餾是被研究MD、AGMD和SGMD的研究逐漸減少，依次為31.4%、部分是改進(jìn)膜蒸餾，，只有 1.8%。

氧化石墨烯改性 PVDF 膜及其膜蒸餾性能研究之間留出一定的縫隙，水蒸氣通過膜孔和空氣間隙然后在冷的表面冷冷卻在液體中。因此 AGMD 具有比 DCMD 更高的熱阻和更小的熱損得 AGMD 成為膜蒸餾中能量效率最高的一種；也因為更高的傳質(zhì)阻力通量降低[35]。但是AGMD技術(shù)得到了很好的商業(yè)化，例如Memstill[34]和系統(tǒng)。AGMD 應(yīng)用范圍和 DCMD 大致相同，但是 AGMD 還可以將水溶質(zhì)（例如醇類）進(jìn)行分離。因為采用 AGMD 方式?jīng)]有滲透側(cè)被潤濕的AGMD 還可以應(yīng)用于分離水中氧的同位素[37]、去除不可冷凝的氣體[38]、乙醇、丁醇和丙醇[39, 40]。
【學(xué)位授予單位】：山西大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：X703

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本文編號：2703974