隨著納米材料的生產和應用的逐年遞增,AgNPs在生物技術、電子、醫(yī)學、環(huán)境修復、生物傳感器、農業(yè)以及食品工業(yè)等多個領域得到了廣泛應用。然而,AgNPs排放到陸地或水生環(huán)境后,會與自然界中天然有機物（NOM,Natural organic matter）發(fā)生相互作用而加劇生態(tài)毒性,因此,必須在特定的環(huán)境中評估AgNPs釋放到含有NOM的水生生態(tài)系統(tǒng)中的后果,從而為如何有效的去除水體中納米銀的技術和方法提供思路。目前,超濾是去除水體中納米顆粒的最有前途和最可靠的技術。遺憾的是,超濾過程會對膜自身產生污染,即膜通量下降和過濾阻力增大,從而嚴重降低了膜過濾行為的可持續(xù)性和經濟效益,成為制約超濾技術廣泛應用的主要障礙。此外,AgNPs高比表面積特征使其具備了獨特的理化性質,其與NOM以及其它水溶液條件下會發(fā)生繁雜的化學反應與轉化。鑒于此,本研究以腐殖酸（HA,Humic acid）作為天然有機物,運用XDLVO理論定量解析了不同膜材料、不同離子強度以及不同pH下AgNPs-HA混合物超濾膜污染機制,深入分析了界面作用能控制AgNPs-HA混合物超濾膜污染的主要機制,探究了 XDLVO理論定量評估... 

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 納米材料概述
        1.1.1 納米材料分類及應用
        1.1.2 納米材料的性質及對環(huán)境的影響
        1.1.3 納米顆粒與NOM相關研究
        1.1.4 納米銀的性質
    1.2 超濾膜污染概述
        1.2.1 超濾膜分離技術
        1.2.2 超濾膜污染
        1.2.3 超濾膜污染的影響因素
        1.2.4 膜的清洗及可逆性
    1.3 納米顆粒與NOM膜污染相關研究
    1.4 膜污染行為分析
        1.4.1 XDLVO理論
        1.4.2 XDLVO理論的適用性
    1.5 研究內容與創(chuàng)新點
        1.5.1 創(chuàng)新點
        1.5.2 研究內容
第二章 實驗材料與方法
    2.1 實驗材料
    2.2 膜和污染物的理化性質和微觀表征
        2.2.1 接觸角測量
        2.2.2 Zeta電位測量
        2.2.3 粒徑測量
        2.2.4 總有機碳(TOC)測量
    2.3 膜污染和清洗實驗
        2.3.1 膜過濾實驗
        2.3.2 物理清洗和化學清洗實驗
        2.3.3 分段過濾和膜污染趨勢
    2.4 XDLVO理論
        2.4.1 表面張力參數(shù)
        2.4.2 膜-污染物以及污染物-污染物之間的相互作用能
第三章 不同離子強度下AgNPs-HA混合物膜污染機制分析
    3.1 AgNPs-HA混合物超濾膜過濾表現(xiàn)
        3.1.1 不同離子強度下相對通量變化
        3.1.2 不同離子強度下截留率變化
    3.2 物理清洗和化學清洗結果
        3.2.1 物理和化學清洗效率
        3.2.2 可逆與不可逆阻力占比
    3.3 分段過濾與物理清洗結果
        3.3.1 分段點的確定
        3.3.2 分段過濾后物理清洗結果
    3.4 膜-污染物以及污染物-污染物之間的界面作用能解析
        3.4.1 接觸角和Zeta電位
        3.4.2 表面自由能參數(shù)
        3.4.3 接觸時的界面作用能
        3.4.4 總界面作用能隨距離的變化
    3.5 本章小結
第四章 不同pH下超濾膜污染影響機制
    4.1 AgNPs-HA混合物超濾膜過濾表現(xiàn)
        4.1.1 不同pH值下相對通量變化
        4.1.2 不同pH值下截留率變化
    4.2 物理清洗和化學清洗結果
        4.2.1 物理清洗和化學清洗效率
        4.2.2 可逆與不可逆阻力占比
    4.3 分段過濾與物理清洗結果
        4.3.1 分段點的確定
        4.3.2 分段過濾后清洗結果
    4.4 膜-污染物和污染物-污染物之間的界面作用能解析
        4.4.1 接觸角和Zeta電位
        4.4.2 表面自由能參數(shù)
        4.4.3 接觸時的界面自由能
        4.4.4 界面作用能隨距離的變化
    4.5 本章小結
第五章 界面作用能與膜污染趨勢的相關性研究
    5.1 不同離子強度和pH條件下的膜污染指數(shù)
    5.2 離子強度和pH界面相互作用與膜污染趨勢的線性擬合
    5.3 本章小結
第六章 結論與建議
    6.1 結論
    6.2 建議
參考文獻
致謝
學位論文評閱及答辯情況表


【參考文獻】：
期刊論文
[1]膜生物反應器中膜過濾特征及膜污染機理的研究[J]. 林紅軍,陸曉峰,段偉,沈飛.  環(huán)境科學. 2006(12)

博士論文
[1]超濾膜特征有機污染物識別及膜污染控制研究[D]. 孫偉光.哈爾濱工業(yè)大學 2018

碩士論文
[1]強化混凝和超濾組合工藝處理高藻水過程中膜污染特性研究[D]. 楊晶.哈爾濱工業(yè)大學 2019
[2]xDLVO理論定量解析納米SiO2和天然有機物超濾膜污染機理[D]. 孫春意.山東大學 2018
[3]xDLVO理論解析天然有機物存在下納米顆粒膜污染行為[D]. 田琳.山東大學 2017
[4]反滲透系統(tǒng)膜污堵原因分析及清洗方法研究[D]. 張鑫.華北電力大學 2014



本文編號：3683797