本文關(guān)鍵詞：多功能催化分離膜的制備及水處理應用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：膜分離技術(shù)是一種應用廣泛的水處理技術(shù)。然而,在應用過程中出現(xiàn)膜污染現(xiàn)象,嚴重影響了其實際應用。光催化技術(shù)作為一種高級氧化技術(shù),具有環(huán)境友好、運行成本低和水處理效率高等優(yōu)點,但卻存在著粉末態(tài)光催化劑回收困難的問題。為了克服單一水處理技術(shù)存在的不足和缺陷,可以將膜分離技術(shù)與光催化技術(shù)耦合,制備出具有光催化功能的復合分離膜,利用光催化過程產(chǎn)生的活性自由基將水中的有機污染物徹底礦化分解,不但有利于提高膜處理單元的出水水質(zhì),并且能夠有效地緩解膜污染。為此,本研究應用溶膠-凝膠法和水熱合成法,以陶瓷中空纖維膜為載體,制備了光催化和膜分離一體化的TiO_2復合陶瓷中空分離膜;應用陽極氧化法和電沉積技術(shù),制備了g-C_3N_4/TiO_2納米管陣列膜;應用熱沉積技術(shù)制備了Au/CNT催化還原膜。同時,對TiO_2復合陶瓷中空分離膜、g-C_3N_4/TiO_2納米管陣列膜和Au/CNT催化還原膜在耦合工藝條件下的水處理性能進行了研究。本論文圍繞以上內(nèi)容,主要開展了以下幾個方面的工作:(1)應用溶膠-凝膠法,通過調(diào)整前軀體聚合物和陶瓷粉的比例,制備了一種高通量的陶瓷中空纖維膜(7400 L/(m2·h)(75 kPa)),再將TiO_2溶膠涂覆到中空纖維膜表面,制備了具有光催化性能的復合膜。光催化降解腐殖酸試驗中,與單獨膜分離相比,紫外光照射60分鐘,膜通量提高了近3倍,對腐殖酸的去除率達到84%。(2)應用水熱合成法,以陶瓷中空纖維膜為載體,制備了TiO_2納米纖維光催化復合膜。為了增加單位時間的處理效率,設(shè)計了一個TiO_2納米纖維中空膜組件,并應用于水處理中。以腐殖酸為目標物的光催化實驗表明,紫外光照射60分鐘,TiO_2納米纖維膜對腐殖酸的去除率達到90%;與不加紫外光相比,通量提高了3倍以上。(3)應用熱沉積技術(shù),將Au納米顆粒負載到CNT中空纖維膜上,制備了一種具有催化還原性能的復合膜,用于去除環(huán)境污染物對硝基苯酚。研究結(jié)果表明,Au納米顆粒和CNT的協(xié)同效應提高了對硝基苯酚的去除速率。同時,多次重復實驗表明,Au/CNT中空纖維膜膜具有較高的穩(wěn)定性。(4)應用陽極氧化法,以Ti片為基體,制備了TiO_2納米管陣列膜,并通過電沉積方法將g-C_3N_4沉積于TiO_2納米管內(nèi),制備了g-C_3N_4/TiO_2納米管陣列膜。研究結(jié)果表明,g-C_3N_4/TiO_2納米管陣列膜內(nèi)g-C_3N_4量子點的尺寸約為5-9 nm。這種復合結(jié)構(gòu)不僅表現(xiàn)出對可見光的吸收,也有利于光生載流子在TiO_2陣列結(jié)構(gòu)上的矢量傳遞。在100 mW?cm-2的可見光照射下,g-C_3N_4/TiO_2納米管陣列對RhB(3 mg/L)的去除率達到78%。(5)通過調(diào)整氨水的添加量來制備一種超疏水PVDF膜,用于脫鹽研究。當氨水添加量達到0.3 mL時,PVDF膜的孔隙率為85%,水蒸氣通量為68 kg/m2h(70°C),膜的水接觸角為141°。相比于不添加氨水的PVDF中空纖維膜,脫鹽率提高了88%。
【關(guān)鍵詞】：膜 光催化 水處理 應用
【學位授予單位】：大連海洋大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ051.893;X703
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 引言9-11
• 第一章 膜技術(shù)及光催化技術(shù)發(fā)展11-31
• 1.1 膜技術(shù)11-13
• 1.2 無機膜13-18
• 1.2.1 無機膜的發(fā)展13-14
• 1.2.2 無機膜結(jié)構(gòu)和特點14-15
• 1.2.3 無機膜的制備15-18
• 1.3 有機膜18
• 1.3.1 有機膜結(jié)構(gòu)18
• 1.3.2 有機膜的制備方法18
• 1.4 膜分離技術(shù)在水處理中的應用18-21
• 1.4.1 膜分離技術(shù)在海水淡化中的應用18-19
• 1.4.2 膜分離技術(shù)在城市污水深度處理中的應用19-20
• 1.4.3 膜分離技術(shù)在工業(yè)廢水處理中的應用20
• 1.4.4 膜分離技術(shù)在飲用水處理中的應用20-21
• 1.5 光催化技術(shù)的研究進展21-27
• 1.5.1 光催化技術(shù)的基本原理21-23
• 1.5.2 提高光催化效率的方法23-27
• 1.6 膜分離技術(shù)與光催化的耦合27-29
• 1.7 選題依據(jù)、研究目的、意義與內(nèi)容29-31
• 1.7.1 選題依據(jù)29
• 1.7.2 研究目的與意義29
• 1.7.3 研究內(nèi)容29-31
• 第二章 TiO_2中空纖維膜的制備及其應用31-43
• 2.1 引言31
• 2.2 實驗部分31-35
• 2.2.1 實驗試劑與儀器31-32
• 2.2.2 陶瓷中空纖維膜制備方法32-33
• 2.2.3 TiO_2陶瓷中空纖維膜的制備方法33-34
• 2.2.4 TiO_2陶瓷中空纖維膜的表征方法34-35
• 2.3 結(jié)果與討論35-42
• 2.3.1 陶瓷中空纖維膜制備參數(shù)優(yōu)化35-37
• 2.3.2 TiO_2陶瓷中空纖維膜制備參數(shù)優(yōu)化37-40
• 2.3.3 TiO_2陶瓷中空纖維膜的光催化性能40-42
• 2.4 本章小結(jié)42-43
• 第三章 TiO_2納米中空纖維膜的制備及其應用43-59
• 3.1 引言43
• 3.2 實驗部分43-47
• 3.2.1 實驗試劑與儀器43-44
• 3.2.2 TiO_2納米纖維的制備44-45
• 3.2.3 TiO_2納米纖維中空膜的表征45-47
• 3.3 結(jié)果與討論47-58
• 3.3.1 TiO_2納米纖維制備參數(shù)優(yōu)化47-48
• 3.3.2 TiO_2納米纖維中空膜制備參數(shù)優(yōu)化48-51
• 3.3.3 TiO_2納米纖維中空膜的表征51-53
• 3.3.4 光強對光催化性能的影響53-54
• 3.3.5 TiO_2納米纖維中空膜的水處理應用54-58
• 3.4 本章小結(jié)58-59
• 第四章 Au納米顆粒負載CNT中空纖維膜制備及其應用59-74
• 4.1 引言59
• 4.2 實驗部分59-63
• 4.2.1 實驗試劑與儀器59-60
• 4.2.2 CNTs的功能化方法60
• 4.2.3 CNTs中空纖維膜的制備方法60-61
• 4.2.4 Au/CNT中空纖維膜制備方法61-62
• 4.2.5 Au/CNT中空纖維膜的表征方法62-63
• 4.3 結(jié)果與討論63-73
• 4.3.1 Au/CNT中空纖維膜參數(shù)優(yōu)化63-64
• 4.3.2 Au/CNT中空纖維膜的表征64-68
• 4.3.3 Au/CNT中空纖維膜特性68-69
• 4.3.4 Au/CNT中空纖維膜的催化活性69-71
• 4.3.5 催化反應機理71-72
• 4.3.6 催化劑的穩(wěn)定性72-73
• 4.4 本章小結(jié)73-74
• 第五章 g-C_3N_4量子點/TiO_2陣列膜的制備及其應用74-101
• 5.1 引言74
• 5.2 實驗部分74-77
• 5.2.1 實驗試劑與儀器74-75
• 5.2.2 g-C_3N_4量子點的制備方法75
• 5.2.3 g-C_3N_4 /TiO_2復合陣列膜的制備方法75-76
• 5.2.4 g-C_3N_4 /TiO_2復合陣列膜的表征76-77
• 5.3 結(jié)果與討論77-100
• 5.3.1 g-C_3N_4 /TiO_2復合陣列膜的表征方法77-85
• 5.3.2 g-C_3N_4 /TiO_2復合陣列膜的電化學特性85-90
• 5.3.3 光催化效率測試90-92
• 5.3.4 光催化降解RhB機理分析92-94
• 5.3.5 g-C_3N_4/TiO_2復合陣列膜的穩(wěn)定性94-95
• 5.3.6 g-C_3N_4/TiO_2復合陣列膜光解水產(chǎn)氫95-100
• 5.4 本章小結(jié)100-101
• 第六章 復合PVDF中空纖維膜的的制備及其應用101-113
• 6.1 引言101
• 6.2 實驗部分101-103
• 6.2.1 實驗試劑與儀器101-102
• 6.2.2 復合PVDF中空纖維膜的制備方法102
• 6.2.3 復合PVDF中空纖維膜的表征方法102-103
• 6.3 結(jié)果與討論103-112
• 6.3.1 復合PVDF中空纖維膜的表征103-110
• 6.3.2 復合PVDF中空纖維膜的應用110-112
• 6.4 本章小結(jié)112-113
• 結(jié)論113-114
• 參考文獻114-129
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文情況129-132
• 致謝132-133

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 ;堡盟——適合水處理應用的傳感器[J];自動化博覽;2010年06期

2 毛月紅;李江云;;超聲技術(shù)在水處理應用中的研究進展[J];孝感學院學報;2005年06期

3 許國清;;“均相陽離子交換膜的研制及其水處理應用”技術(shù)鑒定會在滬召開[J];膜科學與技術(shù);1986年02期

4 陳志和;弱堿性陰樹脂在水處理應用中的工藝條件[J];水處理技術(shù);1995年05期

5 撒應福;許國清;韓樹洪;沈華容;施逢圣;袁蘭生;;苯乙烯型均質(zhì)陽離子交換膜的試制及其水處理應用[J];水處理技術(shù);1987年01期

6 張靖;楊瑞芹;;高錳酸鉀在藻類水處理應用探析[J];科技資訊;2012年33期

7 袁琪;周榮斌;;水廠排泥水處理應用與改造實例[J];城鎮(zhèn)供水;2012年05期

8 劉佳玉;張玉先;;太陽光催化技術(shù)在水處理應用中的研究進展[J];給水排水;2009年02期

9 施建剛;趙振河;何雪梅;鄭敏捷;楊少艷;;殼聚糖基磁性雜化材料在水處理應用中的進展[J];染整技術(shù);2012年09期

10 郭瑞霞;李寶華;;活性炭在水處理應用中的研究進展[J];炭素技術(shù);2006年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 崔康平;周元祥;許為義;彭書傳;;人工快速滲濾技術(shù)及其水處理應用[A];2004“生態(tài)安徽”博士科技論壇論文集[C];2004年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 記者 束洪福;臭氧水處理應用取得階段性成果[N];科技日報;2005年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 張奇;多功能催化分離膜的制備及水處理應用研究[D];大連海洋大學;2016年

2 何振坤;好氧BACF膜的形成機制與水處理應用[D];北京化工大學;2002年

  本文關(guān)鍵詞：多功能催化分離膜的制備及水處理應用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號：393888