三相结构离子交换膜的构筑及应用研究

三相结构离子交换膜是一类具有惰性相、离子交换基团相和辅助功能基团相的特殊结构材料。传统两相结构离子交换膜受限于离子通量和选择性的相互制约,难以实现两者同步提升。因此,研究者开始关注新型三相结构,以改善离子传质路径。综述了离子交换膜从两相结构到三相结构的发展,介绍了微相分离离子交换膜、自具微孔离子交换膜、有机硅烷杂化离子交换膜和基于氧化石墨烯或金属有机框架的“三相”结构离子交换膜,讨论了离子膜介尺度中的相结构、孔道结构和缺陷等问题,并概述了三相结构在燃料电池、液流电池、一/二价离子分离和酸碱回收等领域所发挥的作用,以期给三相结构指导离子交换膜制备并提升性能提供策略参考。     

电渗析苦咸水淡化技术研究进展

电渗析苦咸水淡化技术具有脱盐效果好、成本较低、绿色环保等优点,但存在制膜工艺繁琐、传质模型不够精确、能效有待提升等问题。本文首先分析了苦咸水电渗析用离子交换膜的制备及改性方法,对膜材料存在的问题进行了探讨。综述对比了苦咸水电渗析在简化模型、理论模型、半经验模型方面的原理及最新进展,系统总结了常规苦咸水电渗析过程的运行方式和工艺优化策略,并进一步介绍了以新型电去离子、冲击电渗析、可再生能源驱动电渗析为代表的新型电渗析过程在苦咸水淡化方面的原理及应用。在此基础上,提出了今后的研究方向集中于降低制膜成本、优化传质模型、探究集成膜法淡化工艺以及新型电渗析过程等方面。     

硅藻土的可控沸石化及其对铅离子的吸附固定

铅离子已造成严重的环境污染,所以开发高效的处理材料势在必行。以硅藻土作为基材和原料,采用水热合成的方法对硅藻土进行沸石化改性,制备出硅藻土/沸石复合吸附剂。将这一吸附剂用于水相以及多相体系（如土壤）中铅离子的吸附、固定,室温下水溶液中铅（Ⅱ）的最高吸附量可达448.20 mg/g。土壤连续浸提（BCR）实验结果表明,500 mg/kg铅污染土壤中加入质量分数为1%至10%的复合吸附剂,固定钝化7 d后易迁移的可交换态（EX）铅质量分数从9.25%降至1.97%,转化为稳定的组分,且随着时间延长至60 d,可交换态铅含量仍维持在较低水平。上述结果证实了合成的硅藻土/沸石复合材料具有良好的铅离子吸附和固定性能,在环境净化领域表现出经济、绿色、便捷的特点,因此具有较大的推广应用潜力。     

香蕉皮中果胶提取的动力学研究

分别采用离子交换树脂法和酸提法提取香蕉皮果胶。利用Fick第二定律构建动力学模型,获得速率常数和表观活化能E_a,且进行了有效性分析和模型预测能力验证。结果表明,构建的动力学模型均能较好的预测离子交换法和酸提法提取香蕉皮中果胶的动力学过程,离子交换法提取果胶的最优条件:树脂用量7%,料液比1∶20 g/mL,浸提液pH值为2,浸提温度85℃,浸提时间为T_(max)=118.9 min,果胶得率达19.29%;酸提法在相同料液比、浸提液pH值条件下,浸提温度85℃,浸提时间为T_(max)=120.1 min,果胶得率为10.58%。离子交换法提取香蕉皮中果胶的活化能与传统的酸提法相比,E_a从37.88 kJ/mol降至23.68 kJ/mol,离子交换法提取香蕉皮中果胶明显优于酸提法。     

广西上林含钒石煤提钒工艺研究

对广西上林地区石煤矿、氧化矿、循环流化床锅炉燃烧后的石煤灰渣三种形态的含钒矿石进行了复合添加剂焙烧-稀酸浸出-离子交换-铵盐沉钒提取五氧化二钒的工艺研究。结果表明,三种含钒矿石在焙烧温度800⁸50℃,焙烧时间2. 5 h,用稀硫酸浸出的条件下,钒的浸出率达81. 88%以上;用D201强碱性阴离子树脂交换,吸附率达到99. 23%以上。钒的总收率在75%以上。对解决难浸出的赋存于云母类的含钒矿石中五氧化二钒的提取在技术上是可行的,相对于硫酸直接浸出提钒方法,工艺简单,耗酸量大幅降低,经济上具有巨大优势。     

离子交换/吸附法净化氨氮废水的研究进展

综述了净化氨氮废水的各种离子交换/吸附法处理技术及其发展现状,所涉及的吸附剂主要包括天然沸石、改性沸石(热改性、超声改性、盐改性、酸/碱改性、稀土改性等改性方式)、水凝胶、离子交换树脂及其它新型吸附剂,指出了各种吸附剂处理氨氮过程中的作用机理,并展望了离子交换/吸附法处理技术在未来发展道路上的方向。     

磁力搅拌/阳离子交换树脂法提取胞外聚合物

采用磁力搅拌-阳离子交换树脂法提取了活性污泥中的胞外聚合物（EPS）。以糖类、蛋白质、核酸含量为EPS提取效果的评价指标，确定了最佳提取条件：搅拌时间为4h，搅拌转速为1000r／min，在污泥浓度MISS为12．6g／L时树脂用量为15g。与传统高速离心法的对比研究表明，该方法具有较高的EPS提取效率，测定结果的相对标准偏差〈3％。     

超高纯银的制备研究

采用电解精炼法制备6N超高纯银,考察了银浓度、电流密度、电流分布、反应温度等因素对银粉颗粒大小及纯度的影响,并通过理论分析选择了201、D301弱碱性阴离子树脂进行电解液净化除杂。采用SEM对银粉形貌进行了表征,并用GDMS对银粉杂质成分进行了分析。结果表明,控制电解液中的银含量在500~540 g/L,电流密度600~1000 A/m2,温度为30~40℃,同极极间距为10 cm,多孔钛网作阴极,可以得到总杂质含量小于1×10-6的6N超高纯银。     

砂滤分离系统中固定双筛板的设计与分析

铀水冶离子交换塔底部砂滤分离系统固定双筛板的设计与应用,在确保塔内流通量的前提下,一方面解决了塔内树脂反冲过程中石英砂过滤层结构破坏,影响过滤分离效果的问题;另一方面克服了反冲过程中砂滤层与树脂层易混合、树脂易泄漏和易磨损的缺陷。通过理论计算,借助ANSYS有限元分析软件对筛板强度进行校核,并利用我国某铀矿山对该装置使用情况进行验证,证明了此设计的合理性。