我國水資源污染嚴重,根據(jù)《中國環(huán)境狀況公報》等相關(guān)環(huán)境部門報告顯示,我國七大水系、湖泊、河流、海洋等都存在著不同程度的污染。污染的來源主要是制造業(yè)、冶金、化工工業(yè)以及采礦業(yè)等排放的低濃度有毒有害廢水,現(xiàn)有技術(shù)處理廢水中的低濃度有害離子較為困難。電控離子選擇滲透膜分離（ESIP）技術(shù)是一種新興分離技術(shù),其專門針對處理低濃度離子。它優(yōu)于傳統(tǒng)方法（例如電滲析、離子交換法或反滲透）,因為其用于痕量離子的分離回收只需要消耗很少的能量并具有極高的選擇性,可以實現(xiàn)復(fù)雜體系下無機鹽的分離、回收和資源再利用,更為重要的是該過程中不會產(chǎn)生二次污染,對防止水資源的破壞、污染和浪費意義重大。ESIP作為一種清潔、高效、可持續(xù)的綠色清潔技術(shù),在環(huán)境保護和資源再利用的過程中具有廣泛的應(yīng)用前景。然而,ESIP技術(shù)在大規(guī)模應(yīng)用中仍存在很多難點,如電控離子選擇滲透膜（ESIPM）性能的提高、ESIPM的放大、ESIP工藝的操作參數(shù)優(yōu)化和運行能耗評估。對ESIP過程定量的數(shù)學(xué)分析有助于從傳遞本質(zhì)上了解電控離子選擇滲透分離過程,是ESIP膜分離器設(shè)計和放大的第一步。本論文以Nernst–Planck方程為基礎(chǔ),建立了模擬E... 

【文章來源】：太原理工大學(xué)山西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

FeHCF的晶格結(jié)構(gòu)示意圖

1-2 基于 ESIX 技術(shù)的新型電位響應(yīng)混合膜系統(tǒng)示意圖ram of new potential response mixed membrane system b透膜分離技術(shù)電極電位作為驅(qū)動力，利用氧化還原過程實現(xiàn)的離子，不需要使用再生劑再生，消除了二次但是 ESIX 技術(shù)始終無法連續(xù)操作，成為限制者提出多種操作方式和反應(yīng)器結(jié)構(gòu)。Weildlich 用于導(dǎo)電聚合物 PPy 處理 Ca2+和 Mg2+的過室”的反應(yīng)器，其操作過程如圖 1-3 所示。兩應(yīng)器的兩側(cè)，用陰離子交換膜將兩者間隔開來后，切換電流方向，改變液路，飽和的膜電極側(cè)的陽離子交換膜電極開始吸附原料液的離子”的反應(yīng)器，反應(yīng)器的兩側(cè)分別為 ITO 導(dǎo)電玻

圖 1-3 雙電控離子交換膜連續(xù)分離的示意圖[35]Fig. 1-3 Structure diagram of continuous separation ofions圖 1-4 電化學(xué)除氟反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖[36]Fig. 1-4 Structure diagram of electrochemicaldefluoridation reactor澳大利亞 Wollongong 大學(xué)的 Wallace 課題組[37]設(shè)計了一系列基于導(dǎo)電聚合物 PPy膜分離離子的實驗，分別考察了電活性離子交換膜的結(jié)構(gòu)、電極基體以及脈沖電位對金屬離子傳遞速率的影響。在前人大量工作的基礎(chǔ)上，本課題組的 Zhang 等[38]選擇導(dǎo)電性好、機械強度高且成本低廉的不銹鋼絲網(wǎng)作為導(dǎo)電支撐基體，在不銹鋼絲網(wǎng)上用電化學(xué)方法沉積導(dǎo)電聚合物 PPy 制備成膜，并且設(shè)計了一種新型的電位-電場耦合系統(tǒng)來分離堿金屬，這種新型的離子傳遞系統(tǒng)稱為電控離子選擇滲透（ESIP）膜分離技術(shù)。Gao 等[39-41]制備了一系列不同維度的碳基膜材料，包括一維 MWCNT/PTFE 復(fù)合膜、二維PPy@GO 復(fù)合膜和零維 BPEI-CQD/PPy/PSS 膜，并在 ESIP 系統(tǒng)中考察了入口濃度、槽電壓、流速等對復(fù)合膜電控離子選擇滲透性能的影響。ESIP 工藝是在 ESIX 技術(shù)和普通的電滲析的基礎(chǔ)之上發(fā)展起來的，其核心是利用離子在電場作用下的定向運動和氧化還原狀態(tài)切換過程中膜的選擇透過性等特性。

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：2898084