碳量子點(diǎn)改性聚酰胺納濾膜的制備及對稀土富集的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-10-23 21:20
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,污水中的有毒有害物質(zhì)的含量和種類不斷增多,對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重影響。離子型稀土礦在開采過程中會產(chǎn)生大量的浸礦廢液,其中含有低濃度的稀土離子和重金屬離子,直接排放對環(huán)境造成嚴(yán)重污染,并導(dǎo)致資源的浪費(fèi)。與常規(guī)處理方法相比,納濾膜技術(shù)因自身的滲透選擇特性,在富集回收稀土離子的過程中具有天然優(yōu)勢。但高分子納濾膜存在通量較小、易受污染等弊端;為其更好的應(yīng)用在離子型稀土回收領(lǐng)域,本研究對納濾膜進(jìn)行改性。添加碳量子點(diǎn)(CQDs)增強(qiáng)納濾膜性能,以期達(dá)到減少污染回收資源的目的。主要研究如下:(1)超濾基膜的制備。采用相轉(zhuǎn)化法制備超濾基膜,通過調(diào)整藥劑配比,確定了鑄膜液成分比例為17 wt%聚砜(PSF)、5 wt%聚乙烯吡絡(luò)烷酮(PVP)、4wt%聚乙二醇(PEG)。在60℃下450 r/min攪拌12小時(shí),通過相轉(zhuǎn)化法制備超濾基膜。在0.1 MPa運(yùn)行條件下,超濾基膜的純水通量為262.91 L/(m2·h),過濾BSA溶液的通量和截留率分別為58.37 L/(m2·h)和98.39%。(2)碳量子點(diǎn)(CQDs)改性納濾膜的制備。以CQDs為...
【文章來源】:江西理工大學(xué)江西省
【文章頁數(shù)】:63 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
CQDs的制備簡圖[94]
第一章緒論11這些材料之所以能夠用來制備CQDs是因?yàn)樗纱罅康聂然⒘u基和羰基組成;因此具有相似化學(xué)性質(zhì)的物質(zhì)就能夠作為制備材料。許多研究者嘗試著從高碳含量的植物廢料、水果纖維、茶粉廢料、食油工業(yè)廢料中獲取制備材料,既可以降低制備成本又能實(shí)現(xiàn)廢物零排放,具有良好的經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益[92]。CQDs在食品工業(yè)中的應(yīng)用需要滿足更高的安全性,因此適合使用天然無害的材料制備CQDs。在生活中糧食的浪費(fèi)往往是不可忽視問題,食物垃圾含碳量高且不含病原體和替他有害物質(zhì),因此可以使用食物殘?jiān)鳛镃QDs制備的前體碳源,用來檢測食品中的添加劑和重金屬離子是否超標(biāo)。Zhao等[93]將干燥的玉米皮和無水乙醇在100℃下加熱24h,所制備的CQDs在406nm紫外光照射下在678nm和470nm處出現(xiàn)了兩個(gè)很強(qiáng)的PL峰,隨著汞離子濃度的增加678nm處峰強(qiáng)逐漸變?nèi)酰蚴枪x子與CQDs結(jié)構(gòu)中的卟啉相互作用影響了此處的峰圖1.2CQDs的制備簡圖[94]圖1.3CQDs熒光特性圖[95]強(qiáng);470nm處峰強(qiáng)無明顯變化,在添加其他無毒害作用的金屬離子時(shí)兩者變化均較小,因此CQDs可以用來檢測食品中的汞含量。Sun等[96]研究了CQDs在光能收集和生物成像中的應(yīng)用,使用檸檬和洋蔥作為反應(yīng)前體制備CQDs,量子產(chǎn)率為11.2%,研究表明,由于激發(fā)波長的能量較低,使得材料光分解速度降低,提高了光收集裝置的效率和使用壽命,同樣也可以用在生物成像方面。Qiang等[97]將低劑量的CQDs摻入異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)中制備納米復(fù)合薄膜,研究表明,CQDs使該材料具有了優(yōu)異的機(jī)械性能和熱穩(wěn)定性,同時(shí)觀察到膜具有良好的透明性和發(fā)光性。Wang等[98]利用甘氨酸和尿素通過加熱的方法制備了一種新型的CQDs,用作檢測多巴胺的熒光探針,
第二章超濾基膜的制備和碳量子點(diǎn)的表征16表2.2實(shí)驗(yàn)設(shè)備表設(shè)備名稱型號廠家電子分析天平BT25S北京賽多利斯恒溫磁力攪拌器SH23-2上海梅穎浦儀器紫外分光光度計(jì)756PC上海光譜儀器有限公司超聲波清洗器KQ5200E昆山市超聲儀器有限公司膜性能評價(jià)儀——實(shí)驗(yàn)室自制超濾基膜性能評價(jià)儀如圖2.1所示圖2.1膜性能評價(jià)儀簡圖圖2.1為測試超濾基膜通量和截留性能的評價(jià)儀簡圖,原液經(jīng)過調(diào)節(jié)閥和壓力泵浸入評價(jià)儀,通過調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)壓力表的壓力,同時(shí)開始測定滲透液的通量和溶質(zhì)的截留率。2.2.2實(shí)驗(yàn)方法(1)超濾基膜的制備分別稱取17g聚砜(PSF)、5gPVP、4gPEG放入錐形瓶中,然后加入74gDMAC溶劑;配成PSF、PVP、PEG質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為17%、5%、4%的鑄膜液。將錐形瓶瓶口密閉并放到恒溫磁力攪拌器上。磁力攪拌器的溫度、轉(zhuǎn)速、時(shí)間分別設(shè)置為60℃、450r/min、12h。經(jīng)徹底攪拌的鑄膜液呈微黃的均勻膠狀溶液,將錐形瓶超聲處理45min,使溶液分散均勻,氣泡上福將超聲后的錐形瓶重新放置于磁力攪拌器上靜止脫泡,轉(zhuǎn)速為零,溫度設(shè)置為25℃。將裁剪好的無紡布平整的鋪展在潔凈的鏡子表面,用夾子夾住邊緣與鏡邊對齊。沿著夾子邊緣緩慢的傾倒適量的鑄膜液,用定制的不銹鋼刮膜棒迅速將鑄膜
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]河口島嶼農(nóng)村地區(qū)原位與分散生活污水處理模式的環(huán)境與經(jīng)濟(jì)對比分析[J]. 關(guān)睿,黃源生,何義亮. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2020(05)
[2]溴化聚苯醚超濾膜的表面親水改性[J]. 胡虹,董君,林小城. 膜科學(xué)與技術(shù). 2020(02)
[3]GO/Al2O3復(fù)合納濾膜的制備及其穩(wěn)定性能研究[J]. 汪菊,牛淑鋒,費(fèi)瑩,漆虹. 化工學(xué)報(bào). 2020(06)
[4]三維電極電催化氧化技術(shù)處理工業(yè)廢水研究進(jìn)展[J]. 滕洪輝,高澤,韓丹丹,李天育,高彬,楊雯晴. 水處理技術(shù). 2020(04)
[5]聚砜中空纖維超濾膜制備及性能[J]. 陳俊波,符秀娟. 工程塑料應(yīng)用. 2020(03)
[6]聚醚砜基膜熱穩(wěn)定性對復(fù)合納濾膜性能的影響[J]. 項(xiàng)軍,劉天宇,謝宗麗,唐娜,程鵬高,華欣欣. 膜科學(xué)與技術(shù). 2020(02)
[7]共價(jià)層層自組裝納濾膜的制備及性能研究[J]. 張金苗,賈瑞,李樹軒,蘇保衛(wèi). 膜科學(xué)與技術(shù). 2020(01)
[8]磺化疏松納濾膜對高鹽度印染廢水分離性能研究[J]. 周衛(wèi)東,李世琪,周克梅,王連軍. 水處理技術(shù). 2019(12)
[9]碳納米管/聚醚砜復(fù)合納濾膜的制備及性能研究[J]. 陳可佳,史寶利. 現(xiàn)代化工. 2020(01)
[10]以倍半硅氧烷為前驅(qū)體的管式有機(jī)-無機(jī)雜化SiO2納濾膜的制備[J]. 吳曉嫻,劉浩月,漆虹. 南京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020(01)
碩士論文
[1]改性碳納米管磁性吸附材料的制備及對鑭離子的吸附研究[D]. 趙冰心.江西理工大學(xué) 2019
[2]碳納米管改性聚砜復(fù)合納濾膜的制備及其在水處理中的應(yīng)用[D]. 梁娟.江西理工大學(xué) 2016
本文編號:3453935
【文章來源】:江西理工大學(xué)江西省
【文章頁數(shù)】:63 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
CQDs的制備簡圖[94]
第一章緒論11這些材料之所以能夠用來制備CQDs是因?yàn)樗纱罅康聂然⒘u基和羰基組成;因此具有相似化學(xué)性質(zhì)的物質(zhì)就能夠作為制備材料。許多研究者嘗試著從高碳含量的植物廢料、水果纖維、茶粉廢料、食油工業(yè)廢料中獲取制備材料,既可以降低制備成本又能實(shí)現(xiàn)廢物零排放,具有良好的經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益[92]。CQDs在食品工業(yè)中的應(yīng)用需要滿足更高的安全性,因此適合使用天然無害的材料制備CQDs。在生活中糧食的浪費(fèi)往往是不可忽視問題,食物垃圾含碳量高且不含病原體和替他有害物質(zhì),因此可以使用食物殘?jiān)鳛镃QDs制備的前體碳源,用來檢測食品中的添加劑和重金屬離子是否超標(biāo)。Zhao等[93]將干燥的玉米皮和無水乙醇在100℃下加熱24h,所制備的CQDs在406nm紫外光照射下在678nm和470nm處出現(xiàn)了兩個(gè)很強(qiáng)的PL峰,隨著汞離子濃度的增加678nm處峰強(qiáng)逐漸變?nèi)酰蚴枪x子與CQDs結(jié)構(gòu)中的卟啉相互作用影響了此處的峰圖1.2CQDs的制備簡圖[94]圖1.3CQDs熒光特性圖[95]強(qiáng);470nm處峰強(qiáng)無明顯變化,在添加其他無毒害作用的金屬離子時(shí)兩者變化均較小,因此CQDs可以用來檢測食品中的汞含量。Sun等[96]研究了CQDs在光能收集和生物成像中的應(yīng)用,使用檸檬和洋蔥作為反應(yīng)前體制備CQDs,量子產(chǎn)率為11.2%,研究表明,由于激發(fā)波長的能量較低,使得材料光分解速度降低,提高了光收集裝置的效率和使用壽命,同樣也可以用在生物成像方面。Qiang等[97]將低劑量的CQDs摻入異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)中制備納米復(fù)合薄膜,研究表明,CQDs使該材料具有了優(yōu)異的機(jī)械性能和熱穩(wěn)定性,同時(shí)觀察到膜具有良好的透明性和發(fā)光性。Wang等[98]利用甘氨酸和尿素通過加熱的方法制備了一種新型的CQDs,用作檢測多巴胺的熒光探針,
第二章超濾基膜的制備和碳量子點(diǎn)的表征16表2.2實(shí)驗(yàn)設(shè)備表設(shè)備名稱型號廠家電子分析天平BT25S北京賽多利斯恒溫磁力攪拌器SH23-2上海梅穎浦儀器紫外分光光度計(jì)756PC上海光譜儀器有限公司超聲波清洗器KQ5200E昆山市超聲儀器有限公司膜性能評價(jià)儀——實(shí)驗(yàn)室自制超濾基膜性能評價(jià)儀如圖2.1所示圖2.1膜性能評價(jià)儀簡圖圖2.1為測試超濾基膜通量和截留性能的評價(jià)儀簡圖,原液經(jīng)過調(diào)節(jié)閥和壓力泵浸入評價(jià)儀,通過調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)壓力表的壓力,同時(shí)開始測定滲透液的通量和溶質(zhì)的截留率。2.2.2實(shí)驗(yàn)方法(1)超濾基膜的制備分別稱取17g聚砜(PSF)、5gPVP、4gPEG放入錐形瓶中,然后加入74gDMAC溶劑;配成PSF、PVP、PEG質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為17%、5%、4%的鑄膜液。將錐形瓶瓶口密閉并放到恒溫磁力攪拌器上。磁力攪拌器的溫度、轉(zhuǎn)速、時(shí)間分別設(shè)置為60℃、450r/min、12h。經(jīng)徹底攪拌的鑄膜液呈微黃的均勻膠狀溶液,將錐形瓶超聲處理45min,使溶液分散均勻,氣泡上福將超聲后的錐形瓶重新放置于磁力攪拌器上靜止脫泡,轉(zhuǎn)速為零,溫度設(shè)置為25℃。將裁剪好的無紡布平整的鋪展在潔凈的鏡子表面,用夾子夾住邊緣與鏡邊對齊。沿著夾子邊緣緩慢的傾倒適量的鑄膜液,用定制的不銹鋼刮膜棒迅速將鑄膜
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]河口島嶼農(nóng)村地區(qū)原位與分散生活污水處理模式的環(huán)境與經(jīng)濟(jì)對比分析[J]. 關(guān)睿,黃源生,何義亮. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2020(05)
[2]溴化聚苯醚超濾膜的表面親水改性[J]. 胡虹,董君,林小城. 膜科學(xué)與技術(shù). 2020(02)
[3]GO/Al2O3復(fù)合納濾膜的制備及其穩(wěn)定性能研究[J]. 汪菊,牛淑鋒,費(fèi)瑩,漆虹. 化工學(xué)報(bào). 2020(06)
[4]三維電極電催化氧化技術(shù)處理工業(yè)廢水研究進(jìn)展[J]. 滕洪輝,高澤,韓丹丹,李天育,高彬,楊雯晴. 水處理技術(shù). 2020(04)
[5]聚砜中空纖維超濾膜制備及性能[J]. 陳俊波,符秀娟. 工程塑料應(yīng)用. 2020(03)
[6]聚醚砜基膜熱穩(wěn)定性對復(fù)合納濾膜性能的影響[J]. 項(xiàng)軍,劉天宇,謝宗麗,唐娜,程鵬高,華欣欣. 膜科學(xué)與技術(shù). 2020(02)
[7]共價(jià)層層自組裝納濾膜的制備及性能研究[J]. 張金苗,賈瑞,李樹軒,蘇保衛(wèi). 膜科學(xué)與技術(shù). 2020(01)
[8]磺化疏松納濾膜對高鹽度印染廢水分離性能研究[J]. 周衛(wèi)東,李世琪,周克梅,王連軍. 水處理技術(shù). 2019(12)
[9]碳納米管/聚醚砜復(fù)合納濾膜的制備及性能研究[J]. 陳可佳,史寶利. 現(xiàn)代化工. 2020(01)
[10]以倍半硅氧烷為前驅(qū)體的管式有機(jī)-無機(jī)雜化SiO2納濾膜的制備[J]. 吳曉嫻,劉浩月,漆虹. 南京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020(01)
碩士論文
[1]改性碳納米管磁性吸附材料的制備及對鑭離子的吸附研究[D]. 趙冰心.江西理工大學(xué) 2019
[2]碳納米管改性聚砜復(fù)合納濾膜的制備及其在水處理中的應(yīng)用[D]. 梁娟.江西理工大學(xué) 2016
本文編號:3453935
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