【摘 要】
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重金属污染会给自然环境和人类带来严重危害,因而重金属废水的处置一直是人们研究备受关注的热点课题。本学位论文采用化学接枝法将含有多氨基多羧酸官能基团载入聚醚砜骨架中,再利用相转化法制备了聚醚砜功能分离膜,采用实验和理论计算相结合的方式评价了聚醚砜功能分离膜吸附重金属离子的性能,探讨了其吸附机理。学位论文研究内容和主要结论如下:实验研究结果表明:制备的所制聚醚砜功能分离膜具有理想的孔隙结构,与未改性聚
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重金属污染会给自然环境和人类带来严重危害,因而重金属废水的处置一直是人们研究备受关注的热点课题。本学位论文采用化学接枝法将含有多氨基多羧酸官能基团载入聚醚砜骨架中,再利用相转化法制备了聚醚砜功能分离膜,采用实验和理论计算相结合的方式评价了聚醚砜功能分离膜吸附重金属离子的性能,探讨了其吸附机理。学位论文研究内容和主要结论如下:实验研究结果表明:制备的所制聚醚砜功能分离膜具有理想的孔隙结构,与未改性聚醚砜膜相比,其纯水通量和抗污染性能皆有所提升。该膜吸附Cu2+、Ni2+、Cd2+和Pb2+离子的最佳p H为5.0-5.5,其对这四种重金属离子的吸附能力强弱顺序为:Cu2+＞Ni2+＞Cd2+＞Pb2+,共存的阳离子和阴离子对重金属离子的吸附均存在抑制作用。聚醚砜功能分离膜对以上四种重金属离子的吸附过程更符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型,对Cu2+、Ni2+和Cd2+的吸附为自发的放热化学反应,而对Pb2+离子的吸附为自发的吸热反应。分离膜的穿透时间随膜堆厚度的增加,进水流速的降低和进水浓度的减少而延长;Thomas模型能够较好地描述聚醚砜功能分离膜的重金属离子吸附穿透行为。在实验研究的基础上,采用密度泛函理论开展了聚醚砜功能分离膜吸附重金属离子的理论计算,优化了聚醚砜功能分离膜吸附构型,经由过渡态计算探究了其对重金属离子的吸附作用过程,借助态密度和差分电荷密度计算分析从原子水平上揭示了分离膜官能基团与重金属离子之间的键合作用和电子转移,继而明确了其吸附作用机理。
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