與常規(guī)的污水處理技術(shù)和消毒技術(shù)相比,電化學(xué)水處理技術(shù)具高電催化活性和電化學(xué)氧化效率,因而在水處理領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。在本研究中,基于碳納米管(Carbon nanotube,CNT)膜的優(yōu)異的導(dǎo)電性和分離性能,通過二氧化鈦(TiO₂)改性CNT材料,以期提升其滲透性和抗污染性;利用導(dǎo)電性的還原氧化石墨烯(Reduced graphene oxide,rGO)作為致密光滑且親水的膜表面,以期提升復(fù)合膜的抗污染性。以rGO-CNT/TiO₂復(fù)合膜作電極,將膜分離技術(shù)與電化學(xué)技術(shù)耦合,通過自制的平板過濾器,在電場強化輔助作用下,改善復(fù)合膜的抗污染性能,賦予復(fù)合膜電化學(xué)氧化還原功能。主要研究內(nèi)容總結(jié)如下:(1)復(fù)合膜制備方法的探索與表征。首先,采用改進的Hummers法制備氧化石墨烯(Graphene oxide,GO),再由抗壞血還原GO制備rGO,采用超聲分散的方式制備rGO分散液;然后,利用兩親表面活性劑氣溶膠OT作為電荷誘導(dǎo)劑和超聲分散的方式,以控制變量法制備不同比例的CNT和TiO₂分散液;最后,通過真空抽濾的方式...

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 膜分離水處理技術(shù)概述
        1.2.1 膜污染概述
        1.2.2 膜污染機理
        1.2.3 膜污染模型
        1.2.4 電場強化膜過濾處理技術(shù)
    1.3 納米復(fù)合膜材料概述
        1.3.1 碳納米管膜在水處理中的研究進展
        1.3.2 石墨烯膜在水處理中的研究進展
        1.3.3 二氧化納米鈦顆粒在催化氧化中的研究進展
    1.4 課題的提出
        1.4.1 研究目的和意義
        1.4.2 研究內(nèi)容
        1.4.3 技術(shù)路線
        1.4.4 主要創(chuàng)新點
第二章 實驗材料與研究方法
    2.1 實驗化學(xué)試劑與實驗設(shè)備
        2.1.1 支撐膜材料
        2.1.2 實驗材料與試劑
        2.1.3 實驗設(shè)備
    2.2 復(fù)合膜的制備
        2.2.1 化學(xué)還原氧化石墨烯的制備
        2.2.2 rGO-CNT/TiO₂復(fù)合膜的制備
    2.3 復(fù)合膜性能測試裝置
        2.3.1 平板過濾器
        2.3.2 平板錯流過濾系統(tǒng)
        2.3.3 復(fù)合膜的脫色性能測試
        2.3.4 復(fù)合膜水通量測試
        2.3.5 復(fù)合膜抗污染性能測試
    2.4 復(fù)合膜的表征測試分析方法
        2.4.1 傅里葉紅外光譜儀(FTIR)分析
        2.4.2 熱重(TG)分析
        2.4.3 原子力電子顯微鏡(AFM)測試
        2.4.4 掃描電子顯微鏡(SEM)測試
        2.4.5 透射電子顯微鏡(TEM)測試
        2.4.6 X射線光電子能譜(XPS)分析
        2.4.7 X射線衍射(XRD)分析
        2.4.8 接觸角(CA)測試
第三章 復(fù)合膜的表征
    3.1 化學(xué)還原氧化石墨烯膜的表征
        3.1.1 化學(xué)還原氧化石墨烯膜的FTIR、TG、XPS表征
        3.1.2 化學(xué)還原氧化石墨烯膜形貌表征與晶體結(jié)構(gòu)表征
    3.2 碳納米管/二氧化鈦復(fù)合膜的表征
        3.2.1 碳納米管/二氧化鈦復(fù)合膜的SEM表征
        3.2.2 碳納米管/二氧化鈦復(fù)合膜的TEM表征
        3.2.3 碳納米管/二氧化鈦復(fù)合膜的的XPS和XRD表征
    3.3 rGO-CNT/TiO₂復(fù)合膜的表征
        3.3.1 rGO-CNT/TiO₂復(fù)合膜的AFM表征
        3.3.2 rGO-CNT/TiO₂復(fù)合膜的CA表征
    3.4 本章小結(jié)
第四章 復(fù)合膜的性能研究
    4.1 復(fù)合膜的脫色性能
        4.1.1 外加電壓對脫色率的影響
        4.1.2 TiO₂摻雜比例對脫色效率、水通量的影響
        4.1.3 電解質(zhì)對脫色率的影響
        4.1.4 pH值對對脫色率的影響
        4.1.5 染料濃度對脫色率的影響
        4.1.6 染料種類對脫色率的影響
        4.1.7 電極(陰極、陽極)對脫色率的影響
    4.2 復(fù)合膜的抗污染性能
        4.2.1 復(fù)合膜的抗污染性能測試
        4.2.2 外加電壓對復(fù)合膜抗污染性能的影響
        4.2.3 膜污染機理分析
    4.3 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻
攻讀學(xué)位期間的主要學(xué)術(shù)成果
致謝



本文編號：3916806