利用支撐液膜萃取技術(shù)處理工業(yè)含酚廢水,具有能耗低、操作簡單、同步實現(xiàn)萃取和反萃取的優(yōu)勢,但與此同時,支撐液膜萃取技術(shù)也存在著液膜相容易流失,從而導(dǎo)致萃取體系在運行時穩(wěn)定性差的問題。因此,為提高支撐液膜萃取體系穩(wěn)定性,本論文對液膜支撐體進(jìn)行了紫外接枝改性,并將其應(yīng)用于含酚廢水的處理,主要研究內(nèi)容如下:首先,本論文利用紫外接枝改性的方法,對支撐液膜萃取體系中常用的液膜支撐體聚偏氟乙烯(PVDF)膜進(jìn)行改性,通過實驗對比分析,選定了苯乙烯為接枝單體,同時研究了紫外光照時間、反應(yīng)體系溫度、引發(fā)劑二苯甲酮濃度和接枝單體苯乙烯濃度對接枝率的影響。根據(jù)以上影響因素的研究結(jié)果,確定了制備改性膜的最佳實驗條件:引發(fā)劑二苯甲酮濃度為0.3 mol/L,接枝單體苯乙烯濃度為4 wt.%,預(yù)輻照時間為5 min,紫外接枝反應(yīng)時間為15 min,反應(yīng)體系溫度為30℃,在該實驗條件下,聚偏氟乙烯膜紫外接枝苯乙烯的接枝率可以達(dá)到6.8%。實驗還利用傅里葉紅外光譜儀、掃描電子顯微鏡和接觸角測量儀分別對紫外接枝改性前后的聚偏氟乙烯膜的官能團(tuán)、微觀形貌和接觸角進(jìn)行了分析,分析結(jié)果表明,經(jīng)過改性后的聚偏氟乙烯膜的接觸角提高了22.4°,疏水性能顯著提升。此外,實驗還利用紫外接枝改性后的聚偏氟乙烯膜構(gòu)建了支撐液膜萃取體系,應(yīng)用于含酚廢水的處理。通過實驗對比分析,選定了液膜支撐體聚偏氟乙烯膜的形式為中空纖維式,同時研究了實驗條件對除酚率的影響,得到了該體系的最佳運行條件:常溫環(huán)境中,料液相p H=4,萃取劑磷酸三丁酯體積分?jǐn)?shù)為20%,反萃取劑Na OH濃度為0.2 mol/L,料液相走支撐液膜管程,反萃取相走支撐液膜殼程,兩相逆流,進(jìn)水壓力2.0 k Pa。最后,放大實驗研究了支撐液膜萃取體系的穩(wěn)定性,研究結(jié)果表明:通過對支撐液膜萃取體系的支撐體聚偏氟乙烯膜進(jìn)行紫外接枝改性,可以顯著提升體系穩(wěn)定性,體系連續(xù)運行180 h后,除酚率始終穩(wěn)定在75.6%以上,穩(wěn)定運行時間提升了50%。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：X703
【部分圖文】：

該水溶液呈現(xiàn)酸性[5]，入自然水體后，酚類物質(zhì)化生成有毒替代化合物，揮發(fā)到大氣中。凈能力時，會對自然界中酚類化合物是一種原型質(zhì)且酚類化合物即使在濃度環(huán)境中長期存在較低濃度會危害人體健康，它可以對人體的神經(jīng)系統(tǒng)、泌尿痛、惡心、嘔吐等癥狀，對人體、動植物和生態(tài)在《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》廢水已被我國列為需要

元[50]等以紫外光引發(fā)液相接枝聚合的方法，將甲基丙烯酸十二氟庚酯接枝到丙烯（PP）表面；項海[51]等以 BP 為光引發(fā)劑，將親水性單體 2-甲基-2-丙烯-甲氧基乙氧基）乙酯（DEGMEMA）接枝于 PVDF 膜表面，并研究了 BP 濃濃度和輻照時間等紫外接枝條件對 PVDF 親水性能的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，經(jīng)紫DEGMEMA 后的 PVDF 膜，親水性得到明顯改善，當(dāng)接枝率為 31 %時，的接觸角由原膜的 82.4 °降為 67.3 °。采用掃描電子顯微鏡、X-射線光電子能水接觸角測試表明，含氟聚合物接枝的作用提升了表面的超疏水效果；梁基二苯甲酮為光引發(fā)劑，通過紫外輻照將親水性單體丙烯酸接枝于聚偏氟乙烯）膜的表面，結(jié)果表明：隨著光引發(fā)劑濃度的增大，丙烯酸的接枝率呈現(xiàn)先增趨勢，通過純水接觸角和吸水率研究了接枝后的 PVDF 膜的親水性，發(fā)現(xiàn)接PVDF 膜的親水性得到明顯改善；Shi B[53]等以 NN-亞甲基雙丙烯酰胺（MBAA）單體，通過紫外照射在自制 PVDF 膜上進(jìn)行接枝，并以 Ce（IV）作為引發(fā)劑，A 濃度為 0.07 mol/L,，Ce（IV）濃度為 0.04 mol/L, 光照時間為 3 min 時，膜體接枝量較好，與原膜相比接觸角減少了約 16 °，水通量恢復(fù)了約 40 ％。

圖 2-4 PVDF 平板膜與中空纖維膜外接枝方法：實驗前期，首先對 PVDF 膜進(jìn)行預(yù)處理，將制如圖 2-4 所示的 2 cm×2 cm 大小的方塊， PVDF 中空纖維膜裁 長的小段，置于乙醇中浸泡 12 小時去除未反應(yīng)的溶劑，再在in，60 ℃條件下烘干至恒重，并稱重三次取平均值；紫外接 PVDF 膜置于石英反應(yīng)管中，加入 10 mL 一定濃度的二苯甲酮充分浸濕，再將石英反應(yīng)皿密封并放入紫外反應(yīng)箱中，首先打照 5 分鐘，在 PVDF 膜表面引發(fā) BP 奪氫反應(yīng)，預(yù)輻照結(jié)束后一定量接枝單體，繼續(xù)用紫外線高壓汞燈照射一定時間；紫外接枝的 PVDF 膜依次用甲醇和去離子水超聲清洗 30 min，以溶劑，然后在 60 ℃條件下烘干至恒重，并稱重三次取平均值。液膜萃取處理含酚廢水DF 平板膜和 PVDF 中空纖維膜分別構(gòu)建支撐液膜萃取體系處水。PVDF 中空纖維膜組件如圖 2-5 所示，組件內(nèi)可容納長約PVDF 平板膜組件如圖 2-6 所示，組件內(nèi)可容納表面積約 10
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2859891