基于逻辑斯谛方程对纳滤膜污染预测的建模分析

为了解决目前应用较广泛的膜种纳滤膜的膜污染极大地限制了纳滤膜工艺发展的问题,从而在错流过滤条件下更好地预测纳滤膜污染的过程,对减缓纳滤膜污染进行指导,基于逻辑斯谛方程,对纳滤膜通量衰减曲线进行拟合,建立逻辑斯谛纳滤膜污染预测模型;利用所建立模型对不同型号纳滤膜的膜通量衰减曲线进行拟合,考察污染物种类、纳滤膜型号、跨膜压差、错流速率、水力条件等关键因素对纳滤膜通量衰减速率的影响。结果表明：所建立模型通过了显著性检验,实验数据与所建立模型拟合数据的拟合度较高,决定系数R²大于0.95;纳滤膜通量衰减速率越小,则过滤稳定后的纳滤膜通量累积衰减率越大,进而通过调整运行条件和原水质条件等因素,达到调整纳滤膜通量衰减速率,减少纳滤膜污染的目的。     

滨海湿地中溶解态CH4的通量及影响因子

以长江口滨海湿地的九段沙湿地和西沙湿地为研究区域,探究了滨海湿地水体中溶解态CH₄浓度和通量的变化过程及影响因子.采样期间,CH₄溶存浓度有显著的季节变化:九段沙秋季的CH₄平均溶存浓度最大,为(0.30±0.19)μmol·L^-1;西沙夏季的CH4平均溶存浓度最大,为(1.16±1.52)μmol·L^-1.西沙的CH₄平均溶存浓度((0.56±0.91)μmol·L^-1)高于九段沙((0.18±0.17)μmol·L^-1).通过主成分分析发现,CH₄的时空变化主要与滨海湿地的季节更替及潮汐作用有关,低温、高盐度和富氧环境都将抑制CH₄的合成.对于不同的季节和研究区域,溶解态CH₄的通量变化也有显著差异.九段沙和西沙水环境向大气扩散的CH₄通量分别在秋季((0.45±0.43) nmol·m^-2·s     

界面缩聚法制备聚酰胺复合纳滤膜——I.复合纳滤膜的制备及其结构

利用界面缩聚法制备聚酰胺复合纳滤膜 ,并系统地研究了单体浓度、单体种类、酸吸收剂浓度、乳化剂及基膜等因素对纳滤膜的结构与性能的影响。制得的复合纳滤膜在 0 .6MPa的操作压力下 ,对 1 g/L的 PEG60 0、Na2 SO4 溶液截留率分别达到 90 %和 95 % ,通量为 45 L /( m2 · h) ,同时结合接触角测定仪和原子力显微镜对纳滤膜表面的测定结果 ,讨论了纳滤膜的结构     

空气暴露时长对聚醚砜微滤膜结构及性能的影响

以聚醚砜为原料,聚乙二醇为致孔剂,采用汽相诱导致相分离(vapor-induced phase separation, VIPS)制备聚醚砜(polyether sulfone, PES)微滤膜,考察了空气暴露时长对膜孔结构、分离性能和抗污染性能的影响。随着暴露时长的增加,膜表面孔先增多,后减少;膜断面则由指状孔变成海绵孔(0～100 s),再变为连通性较差的蜂窝孔(100～200 s);水通量随着暴露时长的增加从3 514 L·m^-2·h^-1增加到7 764L·m^-2·h^-1后,又下降至10L·m^-2·h^-1;在100 s内,膜对酵母浸粉的截留率稳定在95%以上,随后急剧下降至1%。优选得到的膜对腐殖酸和牛血清白蛋白均表现出较好的抗污染能力。研究结果揭示了暴露时长对膜性能影响的规律,对采用VIPS工艺制造微滤膜具有一定的参考性。     

δ-MnO2/Ti2CTx复合材料的制备与电化学性能研究

以Ti₂AlC为前驱体、LiF-HCl的水溶液为刻蚀液、KMnO₄为氧化剂和锰源,采用溶液-沉积法制备了δ-MnO₂/Ti₂CT_x复合电极材料.分别采用X-射线衍射仪、扫描电子显微镜、拉曼光谱等方法对试样进行了表征; 以镍网为对电极、银/氯化银为参比电极、2 mol·L^-1 KOH溶液为电解质溶液,在3电极体系中采用循环伏安、恒流充放电和交流阻抗等电化学方法研究了复合材料的电化学性质.结果表明:当δ-MnO₂/Ti₂CT_x复合电极材料在电流密度为1 A·g^-1时,复合材料的比电容高达227 F·g^-1.δ-MnO₂/Ti₂CT_x是一种性能良好的电化学电极材料,具有潜在的应用前景.     

MOF基多孔炭的制备及其在超级电容器中的应用

金属有机框架材料(MOFs)由于其具有较高的比表面积,可调节的孔隙结构,以及结构、功能多样性,使其作为前驱体在电化学等方面具有广阔的应用前景.采用水热法合成了金属有机框架材料[Zn₃(bpdc)₃(bpy)]·2DMF·4H₂O](ZBB),并以此为前驱体,通过炭化-活化法制备了多孔炭ZBBC-T-A,研究了不同炭化温度,不同的炭碱比对多孔炭微观结构及电化学性能的影响.结果表明:多孔炭ZBBC-800-1∶3是以微、介孔为主,且最大比表面积达2 294.6 m² ·g^-1;以6 mol·L^-1 KOH为电解液,在电流密度为1 A·g^-1时,其比电容为304.8 F·g^-1;电流密度从1 A·g^-1增加到10 A·g^-1时,电容损失率为21.26%;在1 A·g^-1的电流密度下,经过5 000次循环后,电容保持率为95.85%.其能量密度为8.06 Wh·kg^-1.     

高效纳滤膜的制备研究进展

常见的制备纳滤膜的方法有相转化法、界面聚合法、层层自组装法、表面接枝法、溶胶凝胶法等。随着生产和生活要求的提高,近年来出现了许多新型高效复合纳滤膜。概括总结了抗污染性复合纳滤膜、仿生智能复合纳滤膜等高效复合纳滤膜的制备方法和使用特性。通过选择性能优异的制膜材料,采用合理的制膜方法,严格控制实验条件,可以制备具有优异性能如抗污染性、智能化、耐久性的复合纳滤膜。高效复合纳滤膜的制备及应用,不仅可以在循环使用过程中减少污染物对于纳滤膜的损害,智能应对处理对象酸碱度、温度等的改变,做出应激性反应,更可有效降低高分子滤膜"Trade-off"效应(即渗透性和选择性之间此升彼降的矛盾关系)对于膜处理效率的影响,进而保证膜分离效率维持在较高水平,提高处理能力。     

原位离子交联聚电解质络合物纳滤膜的制备与表征

 为获得高渗透选择性的聚电解质络合物纳滤膜(PECNFMs),以聚乙烯亚胺(PEI),海藻酸钠(SA)和羧甲基纤维素钠(CMC)为原料,通过原位离子交联的方式制备了一系列新型PECNFMs。分别采用傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR),场发射扫描电镜(SEM)和接触角实验(CA)对PECNFMs 的化学组成、结构和亲水性进行表征。考查聚电解质的配比、聚阴离子的种类、无机盐的种类及操作温度等因素对PECNFMs 性能的影响。结果表明,当PEI 质量比相同时,PEI/SA 原位离子交联PECNFMs 较PEI/CMC 膜具有更高的水通量;且随着PEI 质量比的增加,PECNFMs 的荷电性由荷负电转变为荷正电;当PEI 质量比为0.9 时(PEI/SA 0.9)具有最佳的纳滤分离性能,其对MgCl2的截留率为94.0%,水通量为13.4 L·m^-2·h^-1(在25℃和0.6 MPa下,对1 g·L^-1 MgCl₂水溶液进行测试),表现出较高的Na⁺/Mg²⁺分离性能(分离因子为10.4)。采用原位离子交联法,成功制备了高渗透选择性的新型PECNFMs,该方法具有一定的普适性,为高性能纳滤膜的制备开辟了新途径。     

g-C3N4/CB/AuNPs修饰玻碳电极的制备及其对硫酸联氨的电化学测定

将炭黑(CB)纳米粒子与类石墨相氮化碳(g-C₃N₄)混合,然后将金纳米粒子(Au NPs)掺杂其中,形成一种新型g-C₃N₄/CB/AuNPs复合纳米材料,用于修饰玻碳电极.通过扫描电子显微镜(SEM)对复合材料的形貌进行了表征.实验结果表明：g-C₃N₄/CB/AuNPs对硫酸联氨(N₂H₄·H₂SO₄)的电化学氧化呈现极好的电催化性能.硫酸联氨的氧化电流与其物质的量浓度在2.5×10^-5～1.5×10^-3 mol·L^-1线性范围内呈良好的线性关系,检测限为1.6μmol·L^-1(信噪比S/N=3).     

多通道陶瓷纳滤膜截留性能的表征方法

为得到准确的方法来表征多通道陶瓷纳滤膜,以溶质截留法研究多通道陶瓷纳滤膜的截留性能,考察不同相对分子质量的聚乙二醇(PEG)配比、过滤过程中跨膜压差及膜面流速对测定膜的截留相对分子质量准确性的影响。结果表明:选用相对分子质量分别为200、600、1 500、4 000及10 000的PEG配制成总质量浓度为3 g/L的溶液作为表征陶瓷纳滤膜的基准物,采用跨膜压差为0.2 MPa,膜面流速为2 m/s可合理有效地表征陶瓷纳滤膜。     

柴油脱酸溶剂回收用聚酰亚胺纳滤膜的制备和分离性能

针对醇氨法脱除柴油中环烷酸技术存在的溶剂回收过程能耗大的问题,制备出聚酰亚胺纳滤膜以分离环烷酸和溶剂,考察了铸膜液表观黏度、铸膜液挥发时间、凝固浴组成等膜制备工艺对膜通量和截留率的影响,同时考察了抽提液中环烷酸盐质量分数和操作压力等使用条件对膜分离性能的影响规律.结果表明:所得纳滤膜的通量超过17 L·m-2·h-1,截留率超过50%;使用黏度为310 mPa·s的铸膜液、在60 s铸膜液挥发时间、使用纯乙醇为凝固浴可得到综合性能最佳的纳滤膜;提高抽提液中环烷酸盐质量分数,膜通量下降,但对截留率基本无影响;升高操作压力,膜通量和截留率均增大.     

哌嗪嵌入改性聚酰胺复合纳滤膜的研制

选择聚醚酰亚胺(PEI)超滤膜作为支撑层,选择乙二胺(EDA)为交联剂和均苯三甲酰氯(TMC)反应制备出聚酰胺复合纳滤膜;选择哌嗪(PIP)等二元胺对该聚酰胺复合纳滤膜进行表面改性,比较了不同结构二元胺分子对膜纯水通量的影响,考察了PIP和TMC浓度对膜性能的影响.通过XPS对膜表面化学结构进行表征,证明PIP与TMC反应生成了聚酰胺.通过扫描电镜和原子力显微镜考察了膜的形貌结构,结果表明PIP对聚酰胺复合膜的改性并未影响支撑层的结构,同时降低了膜表面粗糙度.改性后的复合纳滤膜对10,g/L的葡萄糖(相对分子质量180)水溶液的通量和截留率分别为38.3,L/(m~2·h)和96.0%.对不同无机盐的截留顺序为:MgSO~4(97.4%)Na_2SO~4(97.3%)MgCl_2(73.9%,)NaCl(52.4%,),显示荷负电纳滤膜的特性.对海藻酸钠(SA)与牛血清蛋白(BSA)的通量回复率均在85%,以上,显示了其良好的耐污染能力.     

Sr掺杂SiO2膜的制备及其脱盐性能研究

以正硅酸四乙酯(TEOS)为硅烷前驱体,以氯化锶(SrCl₂)为Sr源,采用溶胶-凝胶法制备了Sr掺杂的SiO₂膜.通过系列表征结果证实:在水解缩合反应过程中Sr被掺杂到SiO₂骨架中,形成了水热稳定的Si—O—Sr键,明显地改变了膜的表面形貌、微观结构和亲水性,从而提高了膜的脱盐性能和稳定性.在优化合成条件(n(Sr):n(TEOS)=0.075:1.000)下所制备的Sr/SiO₂膜的脱盐性能最佳.在60 ℃条件下,当以质量分数为3.5%的NaCl溶液为进料液时,该膜的水通量高达20.7 kg·m^-2·h^-1,盐截留率接近100.0%.此外,在35～60 ℃连续性温度循环测试中,该膜显示出了优异的水热稳定性.     

铅笔石墨电极上原位生长纳米花氧化铜对多巴胺和尿酸的电化学检测

采用先电沉积后一步化学氧化法在铅笔石墨电极(PGE)上原位生长了CuO纳米花，并将得到的一体化CuO/PGE复合电极用于多巴胺(dopamine, DA)和尿酸(uric acid, UA)的单独和同时检测中.在对所制备的CuO/PGE进行详细的形貌和化学组成表征检测的基础上，采用循环伏安法和微分脉冲伏安法考察了CuO/PGE的电化学性能.结果表明：CuO/PGE可实现单独和同时检测DA和UA;校准曲线显示多巴胺和尿酸的线性范围分别为1～187μmol·L^-1和5～1 280μmol·L^-1,二者的检出限分别为0.24和1.40μmol·L^-1;该复合电极稳定性好、抗干扰能力强，人血清样品中DA和UA的加标回收率为92.7%～107.1%.该一体化纳米花状CuO/PGE制备简单、成本低廉、易于小型化，可推广至其他实际样品的检测中.     

膜分离技术在霉酚酸提取中的应用

利用陶瓷膜和纳滤膜的组合分离技术代替板框对霉酚酸发酵液的过滤,对霉酚酸发酵液进行澄清和浓缩实验.采用陶瓷膜(0.1μm)和S-372纳滤膜技术对霉酚酸发酵液进行研究,研究了膜系统的通量、加水倍数和浓缩倍数等因素对膜分离性能的影响.在陶瓷膜加水4倍时,霉酚酸的收率可达96.5%,平均通量可达160~180 L/(m2·h);纳滤对霉酚酸的截留率和收率均达到98%,霉酚酸效价可浓缩到21 g/L,通量为25 L/(m2·h)左右,与板框滤液效价相比,提高了3.5倍.结果表明:陶瓷膜和纳滤膜的组合工艺在产品收率及产品质量方面都明显优于传统的板框过滤,具有良好的应用潜力.     

界面缩聚法制备聚酰胺复合纳滤膜Ⅰ．复合纳滤膜的制图及其结构

利用界面缩聚法制备聚酰胺复合纳滤膜,并系统地研究了单体浓度、单体种类、酸吸收剂浓度、乳化剂及基膜等因素对纳滤膜原结构与性能的影响。制得的复合纲滤膜在0．6MPa的操作压力下,对1g／L的PEG600、Na2SO4溶液截留率分别达90％和95％,通量为45L（m^2.h）,同时结合接触角测定仪和原子力显微镜对纳滤膜表面的测定结果,讨论了纳滤膜的结构。     

黄原酸化改性凹凸棒土对Pb2+的去除性能

以NaOH和CS₂为黄原酸化剂,MgSO₄为稳定剂,黄原酸化改性凹凸棒原土(N-XAP)制得了黄原酸化凹凸棒土(X-ATP).X-ATP对Pb²⁺具有良好的吸附性能,采用单因素试验得到在其处理含Pb²⁺模拟废水时的最佳条件为温度20～25 ℃、起始质量浓度400 mg·L^-1、吸附剂质量浓度2.0 g·L^-1、pH值5.0～6.0、振荡吸附时间30 min.最高去除率可达99.82%,Pb²⁺残余质量浓度为0.720 0 mg·L^-1,低于国家1级排放标准.对X-ATP及其原料进行了SEM、XRD和粒度分析等结构表征,进一步佐证了其对Pb²⁺的良好吸附性能.     

锰酸锂动力锂离子二次电池中主要化学元素的回收研究

介绍了锰酸锂废旧锂离子电池经放电处理后, 再对其进行拆解→活性物质剥离→酸溶→沉淀回收Mn、Li等工艺处理, 有效地回收了其中的锰和锂。实验结果表明：用2mol·L^-1的HNO₃+1mol·L^-1的H₂O₂体系,在固液比为65g·L^-1的情况下对经过600℃处理的锰酸锂进行酸溶效果最佳,LiMn₂O₄的溶解率为100％,锰的回收率达98％,所得Li₂CO3沉淀纯度可达97％以上。     

Fe3O4、ZSM-5改性施氏矿物活化H2O2去除甲基橙

Sch/Fe₃O₄/ZSM-5复合光催化剂通过化学浸渍法制备,并用于活化H₂O₂去除甲基橙.通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)、X射线衍射分析(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)以及比表面积分析(BET)对Sch/Fe₃O₄/ZSM-5进行形貌和结构表征.考察了溶液初始pH、H₂O₂浓度、Sch/Fe₃O₄/ZSM-5投加量对UV/Sch/Fe₃O₄/ZSM-5/H₂O₂体系去除甲基橙的影响.结果表明,当甲基橙初始质量浓度为10 mg·L^-1、初始pH为3、H₂O₂浓度为3 mmol·L^-1、Sch/Fe₃O_...     

新型聚芳硫醚砜耐溶剂纳滤膜的制备与性能研究

通过浸没沉淀相转化法制备聚芳硫醚砜（PASS）纳滤膜,探讨了蒸发时间和凝固浴组成对膜性能的影响。通过正交试验得到制膜的最优条件为：铸膜液中PASS质量分数24%,蒸发时间120s,凝固浴为纯水。在此条件下制得PASS纳滤膜在0.5MPa、25℃下纯水通量为31.51L/(h·m²),对固绿（M_w=808）的截留率为98.71%。对最优条件下制得PASS纳滤膜进行耐溶剂性能分析的结果表明,在甲醇、正己烷、乙酸乙酯和丙酮中分别浸泡后,PASS纳滤膜在截留率提高的情况下膜的纯水通量没有损失;经30%双氧水和冰醋酸体积比为1/40的混合溶液处理后,PASS纳滤膜在浓硫酸和四氢呋喃中具有良好的稳定性能。