本文關(guān)鍵詞：陶瓷膜的表面改性—印跡硅膠的制備及其分離性能

  更多相關(guān)文章： 鎳離子 陶瓷膜 離子印跡 動(dòng)態(tài)膜 吸附

【摘要】：鎳是一種被廣泛應(yīng)用于較多領(lǐng)域且會(huì)對(duì)環(huán)境造成較大污染的重金屬。鎳離子的傳統(tǒng)去除方法有電化學(xué)法與離子交換等,但是這些方法有很多不足,比如能耗大,需要加入其他的化學(xué)試劑等。本文采用陶瓷膜改性技術(shù)、離子印跡與動(dòng)態(tài)膜技術(shù)去除溶液中的鎳離子。首先,對(duì)無(wú)機(jī)陶瓷膜(CM)進(jìn)行改性,制備改性陶瓷膜(CM-Si O2-A)用于含鎳離子廢水的處理,并對(duì)制備條件進(jìn)行優(yōu)化,用SEM、EDX、XRD等儀器表征改性陶瓷膜,同時(shí)研究了改性陶瓷膜的水通量及其對(duì)鎳離子的截留率。結(jié)果表明:二氧化硅與二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷(AAAPTS)成功沉積與接枝到陶瓷膜表面,并且接枝了AAAPTS的陶瓷膜孔徑減小至大約1.25μm,導(dǎo)致CM-Si O2-A的純水通量相比于CM下降了84.79%;過(guò)濾10 mg L-1的鎳離子溶液時(shí),CM-Si O2-A對(duì)鎳離子的截留性能明顯高于只沉積過(guò)二氧化硅的陶瓷膜;隨著鎳離子濃度由10 mg L-1增加到30 mg L-1,CM-Si O2-A對(duì)鎳離子的截留性能逐漸下降。其次,以Ni2+為模板,AAAPTS為功能單體,環(huán)氧氯丙烷為交聯(lián)劑,以硅膠作為載體,制備了鎳離子印跡硅膠聚合物(IIP)與非印跡硅膠聚合物(NIP),然后用FT-IR與TGA等對(duì)其表征,并對(duì)IIP制備條件進(jìn)行了優(yōu)化,研究了其吸附性能與重復(fù)利用率。結(jié)果表明:鎳離子印跡硅膠聚合物的最佳制備條件是先讓模板鎳離子與功能單體AAAPTS絡(luò)合,反應(yīng)時(shí)間和溫度分別取20 h和80℃;IIP對(duì)鎳離子的吸附容量比NIP高,二者的飽和吸附容量分別為14.93和5.80 mg g-1;IIP對(duì)Ni2+在p H為6.0左右時(shí)表現(xiàn)出較高的吸附容量,且IIP對(duì)Ni2+的吸附平衡時(shí)間在30 min左右;IIP的選擇性大約是NIP的6倍;IIP吸附-洗脫重復(fù)利用10次后,其吸附容量只減少了9.14%,IIP的吸附容量仍然有較高的數(shù)值,其重復(fù)利用率較高。最后,制備以陶瓷膜為基體的印跡/非印跡硅膠動(dòng)態(tài)膜(IIP/NIP動(dòng)態(tài)膜),并對(duì)制備條件進(jìn)行了優(yōu)化,同時(shí)研究了CM、IIP與NIP動(dòng)態(tài)膜在處理含鎳離子廢水時(shí)水通量的變化與對(duì)鎳離子的截留性能。結(jié)果表明:制備較優(yōu)動(dòng)態(tài)膜的最佳跨膜壓差為0.10 MPa,印跡硅膠聚合物懸浮液濃度為1.0 g L-1,錯(cuò)流速率為1.0 m s-1,涂膜時(shí)間為30 min;CM、IIP與NIP動(dòng)態(tài)膜在處理含鎳離子廢水過(guò)程中,CM的通量衰減率為86.46%左右,而IIP與NIP動(dòng)態(tài)膜的通量衰減率為60%左右,IIP與NIP動(dòng)態(tài)膜的穩(wěn)態(tài)滲透通量較高;隨著滲透液總量的增加,CM的總滲透液中鎳離子濃度(Cp)基本維持在13.26 mg L-1不變,而IIP/NIP動(dòng)態(tài)膜的Cp呈現(xiàn)出由0/1.2 mg L-1遞增到13.26 mg L-1/13.26 mg L-1的趨勢(shì),且NIP動(dòng)態(tài)膜的Cp更快的增加到13.26 mg L-1,IIP/NIP動(dòng)態(tài)膜對(duì)鎳離子表現(xiàn)出一定的截留性能,但I(xiàn)IP動(dòng)態(tài)膜的截留效果更好。
【關(guān)鍵詞】：鎳離子 陶瓷膜 離子印跡 動(dòng)態(tài)膜 吸附
【學(xué)位授予單位】：湖南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ028.8;O631.3
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-21
• 1.1 含鎳廢水的來(lái)源及危害11-12
• 1.1.1 含鎳廢水的來(lái)源11
• 1.1.2 含鎳廢水的危害11-12
• 1.2 含鎳廢水的一般治理方法12-15
• 1.2.1 化學(xué)法12-13
• 1.2.2 物理化學(xué)法13-14
• 1.2.3 生物化學(xué)法14-15
• 1.3 陶瓷膜分離技術(shù)15-16
• 1.3.1 陶瓷膜的特點(diǎn)15
• 1.3.2 陶瓷膜的應(yīng)用15-16
• 1.3.3 陶瓷膜改性技術(shù)16
• 1.4 分子(離子)印跡技術(shù)16-18
• 1.4.1 分子(離子)印跡技術(shù)的原理及特點(diǎn)16-17
• 1.4.2 分子(離子)印跡硅膠聚合物的制備方法17-18
• 1.5 動(dòng)態(tài)膜技術(shù)18-19
• 1.5.1 動(dòng)態(tài)膜技術(shù)簡(jiǎn)介18
• 1.5.2 動(dòng)態(tài)膜技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)18
• 1.5.3 動(dòng)態(tài)膜技術(shù)的應(yīng)用18-19
• 1.6 課題研究的內(nèi)容與意義19-21
• 1.6.1 課題的提出及意義19-20
• 1.6.2 課題的主要研究?jī)?nèi)容20-21
• 第二章 改性陶瓷膜的制備及其分離性能21-33
• 2.1 引言21
• 2.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容21-24
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料及儀器21-22
• 2.2.2 Ni2+標(biāo)準(zhǔn)曲線的測(cè)定22
• 2.2.3 陶瓷膜表面改性22-23
• 2.2.4 改性陶瓷膜的表征23
• 2.2.5 沉積條件的優(yōu)化23-24
• 2.2.6 膜純水通量的變化24
• 2.2.7 鎳離子截留實(shí)驗(yàn)24
• 2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論24-32
• 2.3.1 Ni2+標(biāo)準(zhǔn)曲線24-25
• 2.3.2 改性陶瓷膜的表征25-28
• 2.3.3 沉積條件的優(yōu)化28-29
• 2.3.4 膜純水通量的變化29-30
• 2.3.5 鎳離子截留實(shí)驗(yàn)30-32
• 2.4 小結(jié)32-33
• 第三章 印跡硅膠聚合物的制備及其分離性能33-47
• 3.1 引言33
• 3.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容33-37
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料及儀器33-34
• 3.2.2 印跡硅膠聚合物的制備34-35
• 3.2.3 印跡硅膠聚合物的表征35
• 3.2.4 印跡硅膠聚合物制備條件的優(yōu)化35-36
• 3.2.5 印跡硅膠聚合物的吸附性能36-37
• 3.2.6 重復(fù)利用率實(shí)驗(yàn)37
• 3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論37-45
• 3.3.1 印跡硅膠聚合物的表征37-39
• 3.3.2 印跡硅膠聚合物制備條件優(yōu)化39-40
• 3.3.3 印跡硅膠聚合物的吸附性能40-44
• 3.3.4 重復(fù)利用率44-45
• 3.4 小結(jié)45-47
• 第四章 印跡硅膠動(dòng)態(tài)膜的制備及其分離性能47-55
• 4.1 引言47
• 4.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容47-50
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)原料及儀器47-49
• 4.2.2 印跡硅膠動(dòng)態(tài)膜的制備49
• 4.2.3 印跡硅膠動(dòng)態(tài)膜制備條件的優(yōu)化49-50
• 4.2.4 印跡硅膠動(dòng)態(tài)膜性能50
• 4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論50-54
• 4.3.1 印跡硅膠動(dòng)態(tài)膜制備條件的優(yōu)化50-52
• 4.3.2 印跡硅膠聚合物的性能52-54
• 4.4 小結(jié)54-55
• 第五章 結(jié)論與展望55-57
• 參考文獻(xiàn)57-63
• 致謝63-65
• 附錄A(攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文及專利)65

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 苗秀蓮;劉傳棟;呂艷偉;;重金屬鎳對(duì)白蠟樹種子萌發(fā)的影響[J];湖北農(nóng)業(yè)科學(xué);2015年14期

2 陳振國(guó);汪曉軍;;兩級(jí)沉淀法處理電鍍含鎳廢水[J];電鍍與涂飾;2014年21期

3 陸繼來(lái);曹蕾;周海云;涂勇;劉偉京;;離子交換法處理含鎳電鍍廢水工藝研究[J];工業(yè)安全與環(huán)保;2013年12期

4 陳瑋;王三反;;工業(yè)廢水中重金屬離子回收技術(shù)[J];廣州化工;2012年21期

5 李艷;康永鋒;吳文惠;段吳平;康俊霞;謝晶;;硅膠表面銅離子印跡聚合物的制備和性能研究[J];化學(xué)研究與應(yīng)用;2012年06期

6 尚百偉;田蒙奎;陶文亮;;無(wú)機(jī)陶瓷膜分離技術(shù)的研究進(jìn)展[J];貴州化工;2012年01期

7 郭琳;查紅平;廖小剛;尹麗;柳正葳;;化學(xué)沉淀法處理線路板廠含鎳廢水[J];環(huán)境工程;2011年04期

8 崔佳;王鶴立;龍佳;;無(wú)機(jī)陶瓷膜在水處理中的研究進(jìn)展[J];工業(yè)水處理;2011年02期

9 曾堅(jiān)賢;鄭立鋒;葉紅齊;孫霞輝;賀勤程;;陶瓷膜凈化溶劑油的實(shí)驗(yàn)研究[J];過(guò)程工程學(xué)報(bào);2010年03期

10 王婷婷;潘艷秋;王同華;;二氧化鈦動(dòng)態(tài)膜在油水乳化液分離中的應(yīng)用研究[J];高校化學(xué)工程學(xué)報(bào);2010年01期

，

本文編號(hào)：663263