稀土废水中氯化铵浓缩的预处理工艺

稀土废水成分复杂，氯化铵浓度较高，通常在10000-20000mg／L以上，硬度大，通常在上百至上千mg/L范围，废水中含有少量乳化油及溶解油，进膜之前必须进行预处理。本研究开发出处理能力为0．5m^3／h的膜集成工艺技术，用于稀土废水中氯化铵的分离浓缩中试试验。其工艺流程为：稀土废水-预处理-反渗透-电渗析。     

DK型纳滤膜对水中微量邻苯二甲酸酯的吸附及截留特性

邻苯二甲酸酯(PAEs)是一类典型的环境激素,对人体健康具有较大的危害。本文采用DK型纳滤膜去除水中微量邻苯二甲酸酯,分析了水中微量邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸正二丁酯(DNBP)和邻苯二甲酸异二丁酯(DIBP)等在DK型纳滤膜表面的吸附行为,考察了4种邻苯二甲酸酯的辛醇/水分配系数(logKow)和相对分子质量(Mw)对其在DK型纳滤膜表面的吸附和膜的截留特性的影响。结果表明Freundlich吸附方程能较好地描述4种邻苯二甲酸酯在DK型纳滤膜表面的动态吸附行为;DK型纳滤膜对水中微量邻苯二甲酸酯的截留特性表现为膜面吸附作用和膜孔筛分效应,吸附平衡后的截留机理取决于膜孔的筛分效应,DK型纳滤膜对DMP、DEP、DNBP、DIBP的截留率分别为55%、78%、96%和96.8%(0.5 MPa,30℃,DMP、DEP、DNBP、DIBP浓度均为300μg/L),表明DK型纳滤膜能高效去除水中的DNBP和DIBP。     

高含盐废水中TiO2复合光催化剂光降解甲基橙机制及性能

为深入分析盐离子对TiO₂基光催化剂降解有机物污染物过程的影响作用,通过空穴和自由基捕获剂的加入,研究了可见光激发下高含盐废水体系中光降解甲基橙的机制。在此基础上,探索了高含盐废水体系中TiO₂复合光催化剂对污染物降解性能提升的方法。结果表明:可见光激发催化剂形成的光生空穴是有机污染物降解的关键因素,废水体系中盐离子主要干扰体相中光催化反应;当有机污染物被大量吸附于催化剂表面时,盐离子的存在对光催化反应的干扰小;乙二醇热还原处理后的催化剂中Ti³⁺含量的增加,提升了催化剂的可见光响应和光催化活性;接枝于还原氧化石墨烯表面的少量乙二醇促进了催化剂对甲基橙的吸附,从而更有效地抵抗盐离子干扰。     

反相微乳液制备AgCl/PMMA复合胶乳及其抗菌性能

以聚乙二醇辛基苯基醚(OP)为表面活性剂,甲基丙烯酸甲酯(MMA)为油相构筑的反相微乳液合成纳米Ag Cl粒子,然后通过微乳液聚合制备Ag Cl/PMMA复合胶乳。利用紫外-可见吸收光谱(UV-vis)和透射电镜(TEM)研究微乳液中表面活性剂浓度(cop)、水相中盐浓度(csalt)对纳米Ag Cl粒子的形成及形貌影响,结果发现合成的Ag Cl粒子近似球状,粒径在5 nm左右;在反相微乳液中随cop、csalt的增加,形成的纳米Ag Cl粒子数增多、平均粒径有所减小。Ag Cl/PMMA复合胶乳对大肠杆菌表现出明显的抗菌活性。通过反相微乳液及其聚合技术制备包含有纳米Ag Cl的复合胶乳,方法简便、易于放大,所制备的Ag Cl/PMMA复合胶乳作为抗菌剂具有良好的应用前景。     

稀土废水中氯化铵浓缩的预处理工艺

稀土废水成分复杂,进膜之前必须进行预处理。废水中所含的油(7．08mg／L)通过除油纤维、活性炭吸附可降低到0．01mg／L以下。经氨水沉淀、离子交换树脂软化后,废水中检测不出钙镁离子。软化废水经3～4‰的聚丙烯酰胺(PAM)絮凝并通过机械滤器,SDI值降至5以下。经以上工序处理,稀土氯化铵废水可达到膜分离装置进水水质要求。     

纳滤膜对邻苯二甲酸酯的动态吸附行为及截留特性

采用NF270纳滤膜进行饮用水中微量邻苯二甲酸二甲酯(DMP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸正二丁酯( DnBP)和苯二甲酸异二丁酯(DiBP)等4种邻苯二甲酸酯(PAEs)去除的试验研究,分析了NF270纳滤膜对PAEs的吸附动力学行为,考察了PAEs的辛醇/水分配系数和分子量对其NF270纳滤膜吸附性能和截留特性的影响.结果表明,Freundlich吸附方程能较好地描述NF270纳滤膜对PAEs的动态吸附行为;在饮用水中微量PAEs去除过程中,NF270纳滤膜对DMP、DEP、DnBP和DiBP的截留特性开始表现为膜面吸附作用和膜孔筛分效应,吸附达到平衡后截留机理取决于膜孔的筛分效应,此时DMP、DEP、DnBP、DiBP的截留率分别为44％、68％、92％、93％(0.5 MPa,30℃,PAEs质量浓度为100 μg·L-1),表明NF270纳滤膜能高效截留饮用水中的DnBP、DiBP.     

氧化石墨烯/聚氨酯杂化膜的原位聚合构建及气体渗透性

采用Hummers法制备了3种不同氧化程度的氧化石墨烯(GO),通过聚氨酯(PU)单体(4,4’-二异氰酸苯酯(MDI)和1,4-丁二醇(BDO))与GO的原位聚合构建了GO/PU杂化膜。利用XRD、Raman、FTIR和TEM等表征了GO的结构;探讨了GO填充量对GO/PU杂化膜的形貌和CO2、N2渗透性的影响。结果表明:3种不同氧化程度的GO均呈完全剥离状态,为半透明片状结构;随着氧化程度的增加,拉曼D峰与G峰的相对强度比分别为0.947、1.103和1.245;GO的氧化程度对GO在溶剂和杂化膜中的分散性有较大影响,氧化程度越高,分散性越好。GO/PU杂化膜的CO2、N2渗透系数及CO2/N2渗透选择因子均随GO填充量的增加先增大后减小;当中等氧化程度的GO(M-GO)与(MDI+BDO)的质量比为1.0%时,M-GO/PU杂化膜的CO2渗透系数为63.6×10-13 cm3(STP)/(cm·Pa·s),其中STP表示标准温度及压力,CO2/N2渗透选择因子可达48.5;填充适量的GO能显著提高GO/PU杂化膜的CO2渗透性及CO2/N2渗透选择性。     

基于碳纳米管的有机-无机杂化膜研究进展

碳纳米管独特的结构和性质,使其在分离膜、纳米流体通道以及药物和其他分子输送系统等领域具有广泛的应用前景。结合自己的研究工作,对近年来碳纳米管在气体分离、反渗透海水淡化、渗透汽化、超滤等有机-无机分离膜方面的研究进行评述,并对目前研究中存在的问题和今后的的研发方向进行了探讨。     

弱可见光催化活性La-TiO2-还原氧化石墨烯填充聚偏氟乙烯共混膜的构建

为提高聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜的通量及抗污染性能,首先利用吸附相反应技术耦合乙醇热处理制备La掺杂TiO₂-还原氧化石墨烯(La-TiO₂-RGO),再将其与PVDF共混制备La-TiO₂-RGO/PVDF抗污染超滤膜。结果表明,均匀分散于PVDF高分子中表面亲水的La-TiO₂-RGO增多,La-TiO₂-RGO/PVDF共混膜的水通量和抗污染性能也显著提升。当La-TiO₂-RGO/PVDF共混膜中出现团聚体,则会削弱其膜通量和抗污染性。在La-TiO₂-RGO填充量(与PVDF质量比)为2.0%时,La-TiO₂-RGO/PVDF共混膜具有最优纯水通量。La-TiO₂-RGO/PVDF共混膜最高纯水通量可达171.5 L·m?2·h?1,是PVDF膜的5倍以上,其通量衰减速率也明显低于PVDF膜。另外,由于La-TiO₂-RGO具有可见光催化活性,被污染后的La-TiO₂-RGO/PVDF共混膜经过光照处理后用水清洗,其膜通量恢复率较直接用水清洗后的通量恢复率大幅提高;热处理温度升高,La-TiO₂-RGO弱可见光活性增强,光照后La-TiO₂-RGO/PVDF共混膜通量恢复率变大。但过高热处理温度抑制了La-TiO₂-RGO中Ti3+形成,且削弱其光活性,La-TiO₂-RGO/PVDF共混膜通量恢复率反而下降;对于La-TiO₂-RGO填充量为2.0%的La-TiO₂-RGO/PVDF共混膜,被污染后分别采用直接水清洗、仅光照处理2 h、先光照处理2 h后水清洗的膜通量恢复率分别为79.28%、52.42%、90.01%。