【摘要】：膜分離是以化學位差或外界能量為推動力對混合物進行分離、分級、提純和富集,利用膜具有的選擇透過性對混合溶液中各組分進行分離的技術。膜分離技術具有分離效率高、潔凈、無污染、無相變、操作簡便等特點,近年來得到了飛速發(fā)展,被廣泛而有效地應用于純水制備、海水淡化、給水排水處理等環(huán)保領域。膜產業(yè)的發(fā)展過程中,一直制約著膜分離技術發(fā)展及應用的原因其中之一就是有機膜的抗污染性能,在膜分離過程中,有機物很容易堵塞膜孔道,附著在膜表面形成濾餅層,極大地影響有機膜的通量,降低有機膜的使用壽命。因此如何緩解膜污染是膜分離領域的一個至關重要的研究方向。目前,針對膜污染問題,常用的是物理、化學清洗的方法,但該過程會極大地增加成本,降低分離效率。電催化是環(huán)境友好型的催化氧化技術,可將有機物分解為小分子有機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結合,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,在鑄膜液中加入導電聚合物以及電催化劑,用相轉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等表征方法進行表征分析,結果表明,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染料模擬高鹽有機廢水,把其作為目標研究對象,研究了影響膜分離過程的多個參數(shù)。結果表明對于Pt/CNTs電催化介孔濾膜,當跨膜壓差為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,直接紅31高鹽染料廢水分離效果較好。對于Co-N-C電催化介孔濾膜,當跨膜壓差為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,直接紅31高鹽染料廢水分離效果較好。與單獨膜分離過程相比,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的大分子有機物質,很大程度上緩解了膜污染。在這樣的實驗條件下,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%,基本實現(xiàn)了有機物和鹽的分離。
【學位授予單位】：揚州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：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系統(tǒng)實驗裝置簡圖如圖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，首先按照實驗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的分子結構式如圖２－３所示。逡逑

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