【摘要】：膜分離是以化學(xué)位差或外界能量為推動(dòng)力對(duì)混合物進(jìn)行分離、分級(jí)、提純和富集,利用膜具有的選擇透過性對(duì)混合溶液中各組分進(jìn)行分離的技術(shù)。膜分離技術(shù)具有分離效率高、潔凈、無污染、無相變、操作簡便等特點(diǎn),近年來得到了飛速發(fā)展,被廣泛而有效地應(yīng)用于純水制備、海水淡化、給水排水處理等環(huán)保領(lǐng)域。膜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展過程中,一直制約著膜分離技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用的原因其中之一就是有機(jī)膜的抗污染性能,在膜分離過程中,有機(jī)物很容易堵塞膜孔道,附著在膜表面形成濾餅層,極大地影響有機(jī)膜的通量,降低有機(jī)膜的使用壽命。因此如何緩解膜污染是膜分離領(lǐng)域的一個(gè)至關(guān)重要的研究方向。目前,針對(duì)膜污染問題,常用的是物理、化學(xué)清洗的方法,但該過程會(huì)極大地增加成本,降低分離效率。電催化是環(huán)境友好型的催化氧化技術(shù),可將有機(jī)物分解為小分子有機(jī)物或者直接降解為水和二氧化碳。本文將膜分離與電催化氧化技術(shù)結(jié)合,以期在膜分離過程中緩解膜污染,提高膜使用壽命。本文以碳布為支撐體,通過添加兩種不同的電催化劑制備出兩種不同的聚醚砜超濾膜,并以其為基膜,殼聚糖為水相單體,均苯三甲酰氯(TMC)為有機(jī)相單體,通過界面聚合法在基膜表面形成超薄功能層,制備了電催化介孔濾膜。電催化介孔濾膜是以聚醚砜作為高分子聚合物,N-N二甲基乙酰胺作為溶劑,聚乙烯吡咯烷酮作為添加劑,制備鑄膜液,在鑄膜液中加入導(dǎo)電聚合物以及電催化劑,用相轉(zhuǎn)化法制備出聚醚砜電催化納濾膜。再通過界面聚合法以殼聚糖為水相單體,均苯三甲酰氯(TMC)為有機(jī)相單體,在基膜表面形成超薄功能層,制備電催化介孔濾膜。選擇了 Co-N-C以及Pt/CNTs這兩種不同的催化劑,制備出兩種不同的電催化介孔濾膜。用EDX、SEM、XRD、XPS和CV等表征方法進(jìn)行表征分析,結(jié)果表明,Pt/CNTs電催化介孔濾膜中含有聚苯胺、Sb-Sn02和Pt/CNTs,Co-N-C電催化介孔濾膜中含有聚苯胺、Sb-Sn02和Co-N-C,其表面均勻、光滑、平整,截面出現(xiàn)分布均勻的指狀孔,頂層形成超薄致密的功能層。平均孔徑小于2nm。以直接紅31染料模擬高鹽有機(jī)廢水,把其作為目標(biāo)研究對(duì)象,研究了影響膜分離過程的多個(gè)參數(shù)。結(jié)果表明對(duì)于Pt/CNTs電催化介孔濾膜,當(dāng)跨膜壓差為0.3 MPa、電壓為8.0V、鹽含量為8%、染料初始濃度為20mg.L-l、溶液pH為6時(shí),直接紅31高鹽染料廢水分離效果較好。對(duì)于Co-N-C電催化介孔濾膜,當(dāng)跨膜壓差為0.4 MPa、電壓為8.0V、鹽含量為8%、染料初始濃度為20mg.L-1、溶液pH為6時(shí),直接紅31高鹽染料廢水分離效果較好。與單獨(dú)膜分離過程相比,電催化介孔濾膜通量有所提高,電催化過程極大地降解了堵塞在膜表面和膜孔內(nèi)的大分子有機(jī)物質(zhì),很大程度上緩解了膜污染。在這樣的實(shí)驗(yàn)條件下,所得到的滲透液無色透明,直接紅31的截留率超過了 98%,NaCl幾乎沒有截留,截留率不到1%,基本實(shí)現(xiàn)了有機(jī)物和鹽的分離。
【學(xué)位授予單位】：揚(yáng)州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：X703
【圖文】：

１：邋Ｄｉａｐｈｒａｇｍ邋ｐｕｍｐ；邋２：邋ｐｒｅｓｓｕｒｅ邋ｇａｕｇｅ；邋３：邋Ｍｅｍｂｒａｎｅ邋ｒｅａｃｔｏｒ；邋４：邋ＤＣ邋ｐｏｗｅｒ邋ｓｕｐｐｌｙ；逡逑５：邋Ｆｅｅｄ邋ｔａｎｋ；邋６：邋Ｖａｌｖｅ；邋７：邋Ｐｅｒｍｅａｔｅ邋ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ邋ｔａｎｋ；邋８：邋Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ邋ｔａｎｋ．逡逑圖２－２電催化膜反應(yīng)裝置圖逡逑Ｆｉｇ．２－２邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ邋ａｐｐａｒａｔｕｓ邋ｆｏｒ邋ｃｏｕｐｌｅｄ邋Ｅｌｅｃｔｒｏｃａｔａｌｙｓｉｓ邋ｍｅｍｂｒａｎｅ邋ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ逡逑ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．逡逑電催化耦合膜反應(yīng)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置簡圖如圖２－２所示。逡逑

倪丹電催化介孔濾膜處理高鹽直接紅３１廢水洗至無氯離子，９０°Ｃ烘箱中烘干，即制得Ｐｔ／ＣＮＴｓ電催化劑。逡逑染料廢水制備逡逑�。希欤缰苯蛹t３１粉末于燒杯中，加入少量去離子水，電磁攪拌至其完全溶解液倒入ｌＯＯＯｍＬ棕色容量瓶中，用去離子水稀釋并定容，蓋上蓋子，密封搖勻１００邋ｍｇ／Ｌ的染料直接紅３１儲(chǔ)備液，最后將容量瓶放置在暗處，待用。逡逑不同濃度染料及鹽含量的模擬廢水，首先按照實(shí)驗(yàn)所需廢水的濃度把直接稀釋，并加入一定比例的氯化鈉，即配制完成，待用。逡逑紅３１的分子結(jié)構(gòu)式如圖２－３所示。逡逑

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本文編號(hào)：2724327