本文關(guān)鍵詞：廢棄聚酰胺反滲透膜納濾功能化及其脫鹽濃縮過程研究

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【摘要】：芳香族聚酰胺反滲透膜因其產(chǎn)水效率和離子截留率高的優(yōu)點,在海水淡化和苦咸水脫鹽領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,然而預(yù)處理和膜清洗過程中的活性氯組分能夠引起聚酰胺膜性能下降和使用壽命縮短。因此,探明芳香族聚酰胺反滲透膜的氯化機理和廢棄聚酰胺反滲透膜納濾功能化的條件,對于廢棄的聚酰胺反滲透膜實現(xiàn)資源化利用和擴大應(yīng)用領(lǐng)域具有十分重要的意義。本文首先探討了NaClO溶液對廢棄聚酰胺反滲透膜結(jié)構(gòu)及分離性能的影響,以及探究了廢棄聚酰胺反滲透膜轉(zhuǎn)化為具有納濾性能的膜的氯化條件。其次,研究了納濾功能化膜對無機鹽和有機大分子的分離性能,以及其在染料脫鹽和濃縮方面的分離性能和耐污染性。最后,考察了納濾功能化膜在間歇恒容滲濾過程中對含高鹽染料的脫鹽和濃縮性能。用傅立葉紅外光譜(FT-IR)、X射線光電子能譜(XPS)、靜態(tài)接觸角、掃描電子顯微鏡(SEM)、原子力顯微鏡(AFM)和流動電位對NaClO溶液處理前后的廢棄聚酰胺反滲透膜進行表征,結(jié)果表明氯化后的膜表面的化學(xué)組分、微觀結(jié)構(gòu)以及親水性都發(fā)生了明顯的改變。另外,納濾功能化膜對無機鹽和有機大分子的分離結(jié)果顯示:納濾功能化膜的純水通量比原始聚酰胺膜的通量增加了一倍,而對NaCl、Na2SO4的截留率分別降至46.2%和86.2%;而且,納濾功能化膜對剛果紅、甲基藍和直接紅80的截留率分別是99.4%、99.8%和100%。此結(jié)果表明,氯化強度為48000 ppm·h時,廢棄的聚酰胺反滲透膜經(jīng)氯化降解后能夠轉(zhuǎn)化為具有納濾性能的膜。另外,納濾功能化膜在染料濃縮和脫鹽的過程中,考察了操作壓力、染料濃度及鹽濃度對膜的分離性能的影響,并進行了耐污染性能的測試,結(jié)果表明納濾功能化膜具有優(yōu)越的分離性能和耐污染性。最后,納濾功能化膜在染料的間歇恒容滲濾模擬實驗的結(jié)果顯示,在25℃和壓力0.8 MPa下,納濾功能化膜對直接紅80染料的截留率約為100%,經(jīng)過六次加水濃縮滲濾操作后,料液中NaCl濃度從13 g/L降到2.3 g/L,料液被濃縮了1.65倍,此結(jié)果表明納濾功能化膜的間歇恒容滲濾操作過程能夠?qū)崿F(xiàn)染料溶液的脫鹽和濃縮。
【關(guān)鍵詞】：次氯酸鈉 芳香族聚酰胺反滲透膜 氯化降解 納濾功能化膜 染料 滲濾 脫鹽
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ051.893
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-26
• 1.1 引言11-12
• 1.2 芳香族聚酰胺反滲透膜的氯化降解機理12-16
• 1.3 納濾膜分離機理研究16-19
• 1.3.1 膜的溶解和擴散作用16
• 1.3.2 膜的篩分效應(yīng)16-17
• 1.3.3 膜的道南效應(yīng)17
• 1.3.4 納濾膜的傳遞機理數(shù)學(xué)模型17-19
• 1.4 影響納濾膜在染料脫鹽和濃縮應(yīng)用中的關(guān)鍵因素19-22
• 1.4.1 膜面流速20
• 1.4.2 操作壓力20-21
• 1.4.3 染料液濃度21
• 1.4.4 鹽濃度21-22
• 1.5 工業(yè)滲濾過程設(shè)計22-23
• 1.5.1 滲濾簡介22
• 1.5.2 操作模式的優(yōu)化22-23
• 1.6 本課題的選題意義及研究內(nèi)容23-26
• 第二章 實驗材料與方法26-32
• 2.1 實驗藥品、材料和設(shè)備26-28
• 2.1.1 實驗材料和藥品26
• 2.1.2 實驗儀器和裝置26-28
• 2.2 分析方法28-32
• 2.2.1 棉子糖濃度的測定28
• 2.2.2 鹽濃度的測定28-29
• 2.2.3 染料濃度的測定29-32
• 第三章 納濾功能化膜的制備與表征32-48
• 3.1 納濾功能化膜的制備32-33
• 3.2 聚酰胺膜和納濾功能化膜的表征33-36
• 3.2.1 掃描電鏡(SEM)分析33
• 3.2.2 原子力顯微鏡(AFM)分析33-34
• 3.2.3 傅立葉變換紅外光譜(FTIR)分析34
• 3.2.4 X射線光電子能譜(XPS)分析34-35
• 3.2.5 接觸角分析35
• 3.2.6 表面流動電位測定35-36
• 3.3 結(jié)果與討論36-46
• 3.3.1 掃描電鏡(SEM)36-38
• 3.3.2 原子力顯微鏡(AFM)38-39
• 3.3.3 傅立葉變換紅外光譜(FTIR)39-40
• 3.3.4 X射線光電子能譜(XPS)40-43
• 3.3.5 接觸角43-44
• 3.3.6 表面流動電位44-45
• 3.3.7 氯化強度對聚酰胺反滲透膜分離性能的影響45-46
• 3.4 本章小結(jié)46-48
• 第四章 納濾功能化膜分離性能的研究48-62
• 4.1 膜對無機鹽和有機分子的截留性能48-49
• 4.2 膜在染料脫鹽和濃縮方面的研究49
• 4.3 膜的耐污染性能研究49-50
• 4.4 結(jié)果與討論50-60
• 4.4.1 膜對不同無機鹽和有機分子的分離性能50-53
• 4.4.2 操作條件對膜染料脫鹽和濃縮性能的影響53-59
• 4.4.3 膜耐污染性能的研究59-60
• 4.5 本章小結(jié)60-62
• 第五章 納濾功能化膜的間歇恒容滲濾過程62-68
• 5.1 前言62
• 5.2 實驗部分62-67
• 5.2.1 實驗儀器及材料63
• 5.2.2 滲透通量隨滲濾時間的變化63-64
• 5.2.3 染料的濃度隨滲濾時間的變化64
• 5.2.4 鹽的濃度隨滲濾時間的變化64-65
• 5.2.5 染料的截留率隨滲濾時間的變化65-66
• 5.2.6 鹽的截留率隨滲濾時間的變化66-67
• 5.3 本章小結(jié)67-68
• 第六章 結(jié)論與展望68-71
• 6.1 結(jié)論68-69
• 6.2 創(chuàng)新點69
• 6.3 展望69-71
• 參考文獻71-78
• 致謝78-79
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄79

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