三元乙丙橡膠膜萃取芳香酸類(lèi)有機(jī)物的特性研究
本文選題:芳香酸 + 滲透萃取; 參考:《陜西科技大學(xué)》2017年碩士論文
【摘要】:膜滲透萃取是膜分離和液液萃取有機(jī)結(jié)合在一起形成的新型膜分離技術(shù)。常適用于揮發(fā)性有機(jī)物以及沸點(diǎn)低的混合物的分離,膜萃取技術(shù)在廢水處理領(lǐng)域的理論和應(yīng)用研究非;钴S,該技術(shù)在處理高鹽度、高濃度有機(jī)廢水時(shí)具有能耗低、操作方便等優(yōu)點(diǎn),F(xiàn)有膜萃取技術(shù)的研究主要集中在硅橡膠膜上,但由于硅橡膠膜自身的耐酸堿性差,其應(yīng)用受到了限制。三元乙丙橡膠膜(EPDM)具有較好的耐酸堿性及物理和機(jī)械性能,可以有效彌補(bǔ)硅橡膠膜的不足。結(jié)合三元乙丙橡膠膜諸多優(yōu)點(diǎn),本論文選取9種芳香酸類(lèi)有機(jī)物作為目標(biāo)污染物,首先考察芳香酸類(lèi)有機(jī)物的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)三元乙丙橡膠膜滲透萃取效果的影響;其次,以對(duì)氨基苯甲酸(PABA)作為目標(biāo)污染物,構(gòu)造三元乙丙橡膠管式膜裝置,以料液流量、料液初始濃度、萃取液pH值、鹽離子濃度和溫度作為關(guān)鍵因子,優(yōu)化滲透萃取操作條件提高膜的去除率、透過(guò)率及滲透通量。同時(shí)針對(duì)滲透萃取過(guò)程中料液相膜邊界層傳質(zhì)、膜內(nèi)擴(kuò)散傳質(zhì)、膜外萃取相傳質(zhì)的特點(diǎn),探討了三元乙丙橡膠膜的滲透萃取傳質(zhì)過(guò)程與機(jī)理,確定相應(yīng)的傳質(zhì)過(guò)程表達(dá)式。根據(jù)液-膜-液串聯(lián)傳質(zhì)阻力模型,探究影響三元乙丙橡膠膜滲透萃取對(duì)氨基苯甲酸傳質(zhì)過(guò)程的主要因素。研究結(jié)果表明:三元乙丙橡膠膜和對(duì)氨基苯甲酸有較好的化學(xué)相容性;芳香酸類(lèi)有機(jī)物取代基的數(shù)目、種類(lèi)和位置是影響其去除效果的重要因素,對(duì)于具有相同取代基的芳香酸類(lèi)有機(jī)物,其去除率和結(jié)構(gòu)參數(shù)具有很強(qiáng)的相關(guān)性;三元乙丙橡膠膜對(duì)芳香酸類(lèi)有機(jī)物的去除特性由有機(jī)物的多個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)共同決定,可以用結(jié)構(gòu)參數(shù)來(lái)預(yù)測(cè)三元乙丙橡膠膜對(duì)芳香酸類(lèi)有機(jī)物的去除效果。當(dāng)進(jìn)水流量為1.5ml/min時(shí),隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng),對(duì)氨基苯甲酸去除率可達(dá)40%以上;隨著萃取液pH的增大,對(duì)氨基苯甲酸去除率由32%增大至38%,透過(guò)率增大明顯;隨著對(duì)氨基苯甲酸初始濃度的增大去除率減小,傳質(zhì)通量增大;鹽離子濃度對(duì)對(duì)氨基苯甲酸的傳質(zhì)有較大促進(jìn)作用,提高了對(duì)氨基苯甲酸的10%左右的去除率;去除率隨溫度升高而上升。在系統(tǒng)溫度30℃、料液流量5.5ml/min、萃取相p H為12、鹽度150g/L的優(yōu)化工藝條件下,膜滲透萃取對(duì)氨基苯甲酸的去除率和透過(guò)率均增大了12%左右,膜滲透通量由5.91 mg/m2·h,提高到了21.66 mg/m2·h。料液側(cè)邊界層傳質(zhì)阻力占總傳質(zhì)阻力比例在5%-11%之間,隨著Re的增大料液側(cè)邊界層傳質(zhì)阻力在總傳質(zhì)阻力中所占比例越來(lái)越小;隨著料液初始濃度的增大總傳質(zhì)系數(shù)增大,傳質(zhì)通量隨著料液初始濃度的增大呈線(xiàn)性增大;總傳質(zhì)系數(shù)和鹽離子濃度有很強(qiáng)的相關(guān)性,可以用二次方程表達(dá)兩者的關(guān)系;膜阻在整個(gè)傳質(zhì)過(guò)程中起決定性作用;萃取劑NaOH對(duì)萃取相傳質(zhì)系數(shù)有明顯的增大作用;對(duì)氨基苯甲酸在膜上的總傳質(zhì)系數(shù)隨溫度呈直線(xiàn)上升,滲透系數(shù)(P)和溫度(T)的關(guān)系符合Arrhnius方程;在優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件下,系統(tǒng)總傳質(zhì)阻力降低,但是膜阻的數(shù)量級(jí)沒(méi)有改變,總體來(lái)說(shuō),工藝條件的改變對(duì)總傳質(zhì)阻力的改變能力有限。
[Abstract]:A new membrane separation technology , which is suitable for the separation of volatile organic matters and low boiling point , has been studied . The total mass transfer coefficient of the liquid side boundary layer increased linearly with the increase of the initial concentration of the material liquid . The total mass transfer coefficient of the liquid side boundary layer increased linearly with the increase of the initial concentration of the material liquid .
【學(xué)位授予單位】:陜西科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2017
【分類(lèi)號(hào)】:X703
【參考文獻(xiàn)】
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,本文編號(hào):1971615
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