高浓盐水Na2SO4和NaCl结晶盐的冷法分离研究

以NaCl和Na₂SO₄高浓盐水为原料，考察冷却结晶和冷冻浓缩过程对Na₂SO₄和NaCl结晶盐的分离。通过考察不同结晶温度下结晶盐的冷却结晶析出过程，可以得到纯度较高的Na₂SO₄结晶盐，说明可以采用冷却结晶方式，利用溶解度随温度变化差异分离Na₂SO₄。通过对冷冻浓缩过程的研究，表明当温度低于-9.9℃时，剩余浓缩液中主要为NaCl，对应NaCl结晶盐纯度可达到95%。通过深度浓缩NaCl浓盐水，可将NaCl浓缩至～27 wt%的浓度，产水中NaCl浓度不大于1 wt%，可经进一步处理后回用。因此，通过结合冷却结晶和冷冻浓缩过程，可以实现Na₂SO₄和NaCl结晶盐的冷法分离。     

二氧化钛调控基膜结构对氧化石墨烯复合膜性能的影响

以聚醚砜(PES)超滤膜为基膜,通过聚多巴胺(PDA)表面改性后压力沉积不同量的二氧化钛(TiO₂)纳米粒子作为基底,再沉积氧化石墨烯(GO)片层制得TiO₂/GO复合分离膜,重点考察基膜表面形貌对GO膜分离性能的影响。通过扫描电子显微镜、接触角测试仪、固体表面Zeta电位分析仪、X射线衍射分析仪等对有无TiO₂沉积层的GO复合膜进行表征,并考察TiO₂沉积量对GO复合膜分离性能的影响。结果表明,TiO₂纳米粒子以团簇状态均匀分布在改性的超滤膜表面,随TiO₂沉积量的增加,团簇密度增大,GO沉积后表层的峰谷结构更为明显,但表层的层间距并无明显改变。TiO₂/GO复合膜的水通量随TiO₂沉积量的增加而明显增大,TiO₂的沉积对GO沉积量低的复合膜通量的影响更明显,当 GO沉积量为4.11 μg/cm²,TiO₂沉积量为20.55 μg/cm²时,复合膜的水通量较无TiO₂的复合膜提高了108.38%。复合膜对无机盐溶液的截留性能主要基于膜表面所带负电的道南排斥作用,TiO₂/GO复合膜对刚果红的截留率在99%以上,对甲基橙的截留率可达82%,TiO₂层的加入并未降低复合膜的截留效果。     

GO/Al2O3复合纳滤膜的制备及其稳定性能研究

以平均孔径为20 nm的Al₂O₃管式超滤膜为载体,经多巴胺改性后,利用压力驱动沉积法成功制备出能在水溶液中长期稳定的GO/Al₂O₃复合纳滤膜,并通过改变负载量实现了对GO层厚的调控。结果表明,随错流时间的延长,不同GO负载量下GO/Al₂O₃复合纳滤膜的纯水渗透系数均呈现先降低后稳定的趋势。且随着GO负载量的增加,稳态纯水渗透系数逐渐降低;当GO负载量增加到90 mg/m²后,GO/Al₂O₃复合纳滤膜对一二价盐的渗透系数与截留率均无显著变化。同时,由于盐测试过程中残余的盐离子在GO片层间产生了交联作用,从而导致随着在纯水中存放时间的延长,不同GO负载量的GO/Al₂O₃复合纳滤膜对一二价盐的截留率均呈上升趋势。GO负载量为140 mg/m²的GO/Al₂O₃复合纳滤膜在水中浸泡680 h后对1 mmol/L Na₂SO₄的截留率可达到91.0%。GO/Al₂O₃复合纳滤膜对四种一二价盐的截留率满足：R(Na₂SO₄) > R(MgSO₄) > R(NaCl) > R(MgCl₂)。     

多层纳米结构蓝色TiO2的电化学氧化性能和稳定性

蓝色TiO₂具有出色的电催化活性,被认为是降解有机污染物的最有潜力的阳极材料之一。然而蓝色TiO₂的电催化活性受表面形貌和界面性质的影响较大。本文采用冰水浴阳极氧化和阴极还原制备了由纳米颗粒、多孔层、纳米管阵列依次堆叠的多层纳米结构蓝色TiO₂,并探究了其电化学氧化性能。与无冰水浴辅助制备的相比,该方法制备的蓝色TiO₂具有更多的Ti³⁺含量、更大的活性面积和良好的电子传输能力,可有效降解亚甲基蓝（97.7%,120min,20mA/cm²）和实际废水（COD在180min内被完全去除）。自由基淬灭实验结果表明,添加Na₂SO₄能促进蓝色TiO₂产生羟基自由基和硫酸根自由基,而污染物的降解主要依赖于羟基自由基的氧化作用,硫酸根自由基仅在高Na₂SO₄浓度、低电流密度和高初始pH条件下有较大贡献。通过冰水浴阳极氧化制备的蓝色TiO₂的使用寿命是无冰水浴制备的2.4倍,表明这种多层纳米结构有利于提高蓝色TiO₂的稳定性。     

无机盐阴离子对光催化降解活性大红W-2BR的影响

以纳米TiO₂为催化剂,依托自主设计的降膜光催化反应器,研究了无机盐阴离子对光催化降解活性大红W-2BR的影响。在染料浓度和酸碱度最佳条件下,通过掺加一系列不同浓度的无机盐(NaCl、Na₂SO₄、NaBr、KBrO₃、KClO₃、KIO₃),依据ln(C₀/C)和时间的关系获得了相应的染料光催化降解反应动力学方程与表观速率常数K。结果表明,在最佳pH值(碱性为8.0,酸性为3.2)条件下,加入不同种类、不同浓度的无机盐对活性大红W-2BR的光催化降解动力学有显著的影响,即抑制作用、促进作用,抑制与促进作用并存。     

基于数字图像处理的盐溶液过饱和比与结晶压力测量方法

溶液过饱和比和结晶压力是研究多孔材料结晶破坏效应的主要参数，但目前没有很好的手段直接测量溶液过饱和比。观察溶液结晶现象发现，溶液结晶前后图像灰度会发生明显变化，因此本文提出一种基于数字图像处理(DIP)技术的盐结晶过饱和比和结晶压力的测量方法。该方法以图像为基础，得出灰度值与溶液浓度的关系，运用MATLAB软件绘出溶液过饱和比和结晶压力分布图。以Na₂SO₄溶液和NaCl溶液的结晶行为为例，得到Na₂SO₄溶液与NaCl溶液结晶的初始过饱和比在1.1～1.3,进一步计算了Na₂SO₄和NaCl的结晶压力理论值。Na₂SO₄和NaCl结晶破坏效应的差异与二者不同的结晶行为有关，Na₂SO₄晶体的蠕变生长行为导致其更具破坏性。     

PEG/GO/TiO2纳米复合材料改性PVDF膜的制备及其抗污性能

为改善聚偏氟乙烯(PVDF)膜的抗污性能,以聚乙二醇2000接枝的GO/TiO₂(PEG/GO/TiO₂)纳米复合材料为添加剂,通过非溶剂诱导沉淀相分离法制备了一系列PEG/GO/TiO₂/PVDF复合超滤膜。采用FTIR、SEM和接触角测试仪对其结构和形貌进行了表征,采用超滤法评价其纯水通量和抗污性能。结果表明,当PEG/GO/TiO₂纳米复合材料质量分数为0.60%时,制备的PEG/GO/TiO₂/PVDF复合超滤膜(记为0.60%PEG/GO/TiO₂/PVDF)表现出最佳的亲水性和抗污性能,其接触角比PVDF膜下降8.2°,总孔隙率增加13.40%,PEG/GO/TiO₂纳米复合材料在PVDF膜中分散较均匀。在0.08 MPa的工作压力下,0.60%PEG/GO/TiO₂/PVDF的纯水通量高达282.44 L/(m²·h),对腐植酸溶液的过滤通量为131.96 L/(m^2...     

黄金湿法冶炼含氰废水深度处理工艺比选

针对某黄金冶炼公司冶炼厂含氰废水,采用Na₂SO₃/空气法、Na₂S₂O₅/空气法、H₂O₂氧化法、NaClO氧化法四种工艺进行深度净化。试验确定Na₂SO₃/空气法处理的最佳工艺参数为：反应p H=9、反应时间25 min、Na₂SO₃药剂用量0.1 g/L;Na₂S₂O₅/空气法处理的最佳工艺参数为：反应pH=10、反应时间30 min、Na₂S₂O₅药剂用量0.1 g/L;H₂O₂氧化法处理,H₂O₂药剂用量0.15 g/L;NaClO氧化法处理,NaClO药剂用量0.2 g/L。通过对比分析以上4种处理工艺的成本及优缺点,确...     

熔盐种类对熔盐法合成镁橄榄石的影响

以分析纯MgO和SiO₂为原料,分别以分析纯NaCl、Na₂CO₃、NaCl-Na₂CO₃和Na₂SO₄为熔盐介质,采用熔盐法在1 100℃保温3 h合成镁橄榄石,并对合成镁橄榄石进行了XRD、SEM、EDS、Jade分析。结果表明：以Na₂CO₃或NaCl-Na₂CO₃为熔盐介质合成的镁橄榄石纯度很低,因为Na₂CO₃与MgO和SiO₂反应生成了大量的Na₂MgSiO₄。以NaCl为熔盐介质合成的镁橄榄石纯度非常高。以Na₂SO₄为熔盐介质合成的镁橄榄石纯度较高,有少量MgSiO₃生成。分析认为,在NaCl熔盐中合成镁橄榄石的机制为“模板生长”,在Na₂     

一种可用于高盐废水处理的纳滤膜研究

使用三乙烯四胺（TETA）和2,3-环氧丙基三甲基氯化铵（EPTAC）混合溶液为水相单体,均苯三甲酰氯（TMC）为油相单体,通过界面聚合制备纳滤膜。结果表明在水相溶液中TETA浓度为0.2 wt%,EPTAC浓度为0.4 wt%,油相溶液 TMC 为 0.2 wt%,反应时间 30 s,在 90 ℃下热处理为最佳条件。该复合膜在 25 ℃、0.5 MPa 条件下纯水通量为80 L/（m²·h）,是未添加 EPTAC 时水通量的 5.5 倍,对 NaCl 和 Na₂SO₄的截留率分别为 15% 和 98%;对于 15 000 mg/L NaCl 和 8 000 mg/L Na₂SO₄混盐溶液体系,Cl^-截留率低于 1%,SO₄^2-截留率高于 99.2%,显示了高分离选择性,满足高盐废水分盐要求。抗污染实验结果表明,该膜具有较好的抗污染性能,水通量恢复率可达99%。     

N-Zn/TiO2光催化氧化脱硫废液中亚硫酸钠的研究

采用溶胶凝胶法合成了氮、锌共掺杂二氧化钛催化剂（N-Zn/TiO₂）,用于催化氧化双碱法脱硫废液中的亚硫酸钠。通过X射线衍射、红外光谱、X射线光电子能谱和场发射环境扫描电镜对N-Zn/TiO₂催化剂的形貌和结构进行了表征。并考察了催化剂用量、溶液pH、空气流量、亚硫酸钠初始浓度对N-Zn/TiO₂光催化氧化亚硫酸钠的影响。实验结果表明：在不加N-Zn/TiO₂催化剂的情况下,将脱硫废液中的亚硫酸钠完全氧化需要8 h,而N-Zn/TiO₂在紫外光照射下能在1.5 h内将亚硫酸钠催化氧化完全。催化剂的用量对反应速率的影响最大,废液中亚硫酸钠的氧化速率随着催化剂用量的增多呈上升趋势。其次是溶液的pH对亚硫酸钠的氧化有较大影响,随着pH的增大,亚硫酸钠的氧化速率呈先增大后减小的趋势。实验所得到的最优反应条件为：催化剂用量为m（催化剂）/m（亚硫酸钠）=1/100,pH=6.5,空气流量为4 L/min。     

TiO2-incorporated polyelectrolyte composite membrane with transformable hydrophilicity/hydrophobicity for nanofiltration separation

The wettability of the membrane surface has shown obvious influent on the separation performance of the membrane. In this work, a hydrophilic PDA-[PDDA/TiO₂]⁺Cl^- membrane was prepared by a one-step codeposition of poly(diallyldimethylammonium chloride) (PDDA) polyelectrolyte solution containing positively charged TiO₂@ PDDA nanoparticles with the assistance of dopamine (DA). Such positively charged membrane can be transformed into a hydrophobic membrane PDA-[PDDA/TiO₂]⁺PFO^- via the counterion exchange between Cl^- and PFO^- (perfluorooctanoate). The transformation between hydrophilicity and hydrophobicity is reversible. For both hydrophilic and hydrophobic membranes, the nanofiltration performances were respectively investigated by the aqueous solution and ethanol solution of dyes including methyl blue (MB), Congo red (CR) and Evans blue (EB), and as well metal salt aqueous solution. The consecutive running stability and anti-fouling performance of both hydrophilic and hydrophobic membranes were explored. The results revealed that both membranes showed high nanofiltration performances for retention of dyes in (non)aqueous solution. For the hydrophilic membrane, the rejection of salts in a sequence is MgSO₄ > Na₂SO₄ > MgCl₂ > NaCl. Moreover, both     

Preparation and properties of hollow fibre nanofiltration membrane with continuous coffee-ring structure

Polyamide(PA)hollow fibre composite nanofiltration(NF)membranes with a coffee-ring structure and beneficial properties were prepared by adding graphene oxide(GO)into the interfacial polymerization process.The presentation of the coffee-ring structure was attributed to the heterogeneous,finely dispersed multiphase reaction system and the“coffee-stain”effect of the GO solution.When the piperazine concentration was 0.4 wt-%,the trimesoyl chloride concentration was 0.3 wt-%,and the GO concentration was 0.025 wt-%,the prepared NF membranes showed the best separation properties.The permeate flux was 76 L·m^?2·h^?1,and the rejection rate for MgSO4 was 98.6%at 0.4 MPa.Scanning electron microscopy,atomic force microscopy,and attenuated total reflectance-Fourier transform infrared spectroscopy were used to characterize the chemical structure and morphology of the PA/GO NF membrane.The results showed that GO was successfully entrapped into the PA functional layer.Under neutral operating conditions,the PA/GO membrane showed typical negatively charged NF membrane separation characteristics,and the rejection rate decreased in the order of Na2SO₄>MgSO₄>MgCl₂>NaCl.The PA/GO NF membrane showed better antifouling performance than the PA membrane.     

氧化石墨烯/碱式硫酸铝掺杂聚醚砜/聚酰胺复合纳滤膜的制备及其性能

先由氧化石墨烯（GO）、硫酸铝和尿素通过水热法制得氧化石墨烯/碱式硫酸铝（GO-BAS）复合物,继与哌嗪（PIP）溶液共混作为水相;均苯三甲酰氯（TMC）溶于正己烷作为有机相;采用界面聚合法使两相单体在聚醚砜（PES）基膜表面形成聚酰胺（PA）功能层,制得氧化石墨烯/碱式硫酸铝复合物掺杂的聚醚砜/聚酰胺（PES-PA-GO-BAS）复合纳滤平板膜,并在较低的工作压力（0.3 MPa）下对其进行性能研究。其对无机盐溶液的截留率依次为：Na₂SO₄（91.08%） > MgSO₄（83.42%） > MgCl₂（68.97%） > NaCl（17.62%）;纯水通量可达24.19 L·m^-2·h^-1,较之聚酰胺纳滤膜提高了近60%,且具备良好的稳定性和耐碱性。     

新型还原氧化石墨烯/氮化碳复合纳滤膜制备及其性能

高性能石墨烯基复合膜的制备是目前国际研究热点,但是石墨烯基纳滤膜在脱盐中水通量较低,限制其在脱盐中的应用。采用聚多巴胺(PDA)改性聚砜(PSF)膜为基膜,将还原氧化石墨烯(rGO)和超薄氮化碳(uCN)纳米片通过真空抽滤法在基膜表面自组装制备新型还原氧化石墨烯/氮化碳复合纳滤膜。通过场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X 射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪和X射线光电子能谱仪等研究uCN添加对膜结构和形貌的影响,并考察不同uCN添加比例、rGO用量及压力复合纳滤膜性能变化规律。结果显示当在100 mg·L^-1的rGO中添加uCN为20 mg·L^-1时所制备的rGO/uCN复合纳滤膜不仅保持良好盐离子截留率(对Na₂SO₄截留率85.86%,对NaCl截留率30.17%),且水渗透系数是rGO膜的2.15倍(88.50 L·m^-2·h^-1·MPa^-1)。     

Fabrication of anti-fouling polyamide nanofiltration membrane by incorporating streptomycin as a novel co-monomer

Polyamide (PA) thin-film composite (TFC) nanofiltration (NF) membrane has extremely broad application prospects in separation of monovalent/divalent inorganic salts mixed solution. However, membrane fouling is the main obstacle to the application of PA, TFC and NF membrane. Streptomycin (SM) is a hydrophilic antibiotic containing a large number of hydroxyl and amino groups. In this work, the NF membrane was prepared via interfacial polymerization (IP) between trimesoyl chloride (TMC) in the organicphaseand SM/piperazine (PIP) mixture in theaqueousphase. The NF membrane structure and performance were characterized in detail. The results showed that SM successfully participated in the IP. The negative charge and hydrophilicity of membrane surface were improved. The prepared membrane exhibited good anti-adhesion and anti-bacterial performance. Additionally, when the SM concentration was 2%, the prepared membrane exhibited the optimal permselectivity. The water permeance was 89.4 L·m^-2·h^-1·MPa^-1. The rejection of NaCl and Na₂SO₄ were 17.17% and 97.84%, respectively. The NaCl/Na₂SO₄ separation factor of the SM2-PIP/TMC membrane in 1000 mg·L^-1 NaCl and 1000 mg·L^-1 Na₂SO₄ mixed solution was 40, which was 3.3 times that of PIP/TMC membrane. It indicated that SM2-PIP/TMC demonstrated excellent monovalent/divalent salts separation performance. This work provided an easy and effective approach to preparing anti-fouling NF membrane while possessing superior monovalent/divalent salts separation performance.     

Fe3+交联聚乙烯亚胺-单宁酸复合纳滤膜研究

利用聚乙烯亚胺(PEI)、单宁酸(TA)与Fe³⁺之间的螯合作用,通过层层自组装技术,制备了PEI-TA复合纳滤膜,对其表面形态及性能进行了表征,并研究了TA、Fe³⁺含量和组装层数对膜性能的影响。结果表明,当PEI、TA、Fe³⁺的质量浓度分别为2、3、3 g/L,组装层数为6层时,复合膜性能为优。优化膜对Na₂SO₄、MgCl₂、NaCl的截留率分别为97.34%、65.46%、73.11%,水通量达24.91 L/(m²·h)。该复合膜制备工艺简单、绿色,在脱盐、水质软化等水处理领域具有应用潜力。     

氧化石墨烯-陶瓷复合纳滤膜的层层自组装制备及其性能

氧化石墨烯（GO）的片层边缘含有 COOH等含氧官能团,因而带负电荷,可以在带正电荷多孔基体上通过层层自组装实现快速沉积。以由3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）修饰的多孔氧化铝管式陶瓷膜为基膜,令GO和聚乙烯亚胺（PEI）以溶液形态在其表面交替沉积实现自组装,继以环氧氯丙烷（ECH）交联之,制备新型氧化石墨烯-陶瓷复合纳滤膜。最佳制备工艺是,PEI浓度5 g·L^-1、pH=9,NaCl浓度0.3 mol·L^-1,GO浓度0.6 mg·ml^-1、pH 4.5,层数2层,ECH用量6.25 ml·L^-1,50℃条件下处理70 min。层数为1～4层的自组装膜在0.6 MPa操作压力下对2 g·L^-1的MgCl₂的截留率分别为90.16%、93.71%、97.54%、92.93%,其中1层自组装膜的渗透通量为21.92 L·m^-2·h^-1。氧化石墨烯-陶瓷复合纳滤膜对4种无机盐的截留率大小为MgCl₂ >MgSO₄ > NaCl >Na₂SO₄,符合典型正电荷纳滤膜的特征。     

煤化工烟道气毒性成分对Chlorella pyrenoidosa生长和细胞成分的影响

探究煤化工烟道气中毒性成分对微藻的影响是利用微藻固定煤化工烟道气CO₂实现减排的关键。本文利用不同浓度的NaHS、Na₂SO₃和NH₃·H₂O培养Chlorella pyrenoidosa（C. pyrenoidosa）,以探究煤化工烟道气主要毒性成分H₂S、SO₂和NH₃气体水溶物的毒性。实验结果表明：NaHS、Na₂SO₃和NH₃·H₂O浓度分别低于1mmol/(L·d)、40mmol/(L·d)和7mmol/(L·d)时对C. pyrenoidosa生长无抑制作用,而且Na₂SO₃[＜40mmol/(L·d)]会显著促进 C. pyrenoidosa的生长;NaHS 添加4mmol/(L·d)时会在生长初期抑制C. pyrenoidosa的生长,NH₃·H₂O添加35mmol/(L·d)则会直接造成藻细胞的破碎死亡。与对照组相比,NaHS和Na₂SO₃浓度分别低于1mmol/(L·d)、10mmol/(L·d)时对C. pyrenoidosa的细胞成分无影响;NaHS添加4mmol/(L·d)使藻蛋白含量提高7.13%;Na₂SO₃添加40mmol/(L·d)使藻蛋白降低13.45%,总糖含量提高42.90%;NH₃·H₂O的添加会使藻蛋白含量降低,总糖含量提高。微藻生物质整体蛋白质含量较高,可作为蛋白饲料来源。研究结果表明,C. pyrenoidosa对煤化工烟道气中的主要毒性气体有较好的耐受性,利用煤化工烟道气培养微藻具有可行性。