【摘 要】
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我国工农业快速发展的同时引起了严重的水资源污染,特别是排放的有机污染物,这对环境和人类身体健康造成了很大的危害,如何有效治理水污染问题已经刻不容缓。膜分离技术是一种新兴的高效处理污水的技术,已经引起了国内外研究学者的极大关注。目前开发了多种用于污水处理的方法,其中,基于酚类物质涂覆膜表面技术因操作简单、环境友好、价格便宜的优势而引起广泛关注。以邻苯三酚、单宁酸为基础涂覆制备的膜被证明是拥有良好分离
【基金项目】
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国家自然科学联合基金重点项目(U20A20140); 化学工程国家重点实验室开放基金资助项目(SKL-ChE-20B06);
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我国工农业快速发展的同时引起了严重的水资源污染,特别是排放的有机污染物,这对环境和人类身体健康造成了很大的危害,如何有效治理水污染问题已经刻不容缓。膜分离技术是一种新兴的高效处理污水的技术,已经引起了国内外研究学者的极大关注。目前开发了多种用于污水处理的方法,其中,基于酚类物质涂覆膜表面技术因操作简单、环境友好、价格便宜的优势而引起广泛关注。以邻苯三酚、单宁酸为基础涂覆制备的膜被证明是拥有良好分离效果的复合材料。本文主要利用酚类物质、硅烷偶联剂以及含氨基丰富的聚乙烯亚胺(PEI)涂覆于聚偏氟乙烯(PVDF)微滤膜上成功构筑了三种复合膜,并探究了它们一系列的特征和性能。本文主要研究的内容和结果如下:(1)通过一步法制备了PVDF-PG/KH792微滤膜。对其亲水性进行了系统的研究,发现它的水接触角最低可达到16±1.2°,水通量最大可达7166±262 L/m~2×h,防污性能得到了较大的提高,同时,这种涂覆方法也可用在疏水性更强的PTFE膜上;对SFD、SFS、SSD和SSS这四种乳液的分离效率都在99.00%以上,SFD和SSS乳液的循环分离效率也在99.00%以上,利用SEM、AFM、ATR-FTIR、XPS等手段对改性膜的表面形貌和涂覆物质形成机理进行了探究,发现涂覆物在膜上分布均匀,结构稳定;实验也探究了改性膜在不同环境下的稳定性,其在酸性、高盐和弱碱性环境下较稳定,而在强碱性环境下亲水性能丧失。(2)利用一锅法制备了PVDF-PG/PEI/CTS微滤膜。改性的膜的水接触角最低可达到21.1±4.8°,水通量相比原始膜增大了很多,防污性能也得到了有效的改善;对SFD、SFS、SSD这三种乳液的分离效率达到了99.00%以上,对SSS乳液的分离效率也达到了98.82±0.19%,SSS的循环分离效果也都在98.50%以上,另外,改性膜对MB和CR染料也有一定的分离能力;对改性膜的表面形貌和结构机理也进行了分析,涂覆物在膜上分布均匀,形成的结构稳定;改性膜在酸性、弱碱性和高盐情况下稳定性较好,在强碱性环境下亲水性减弱。(3)采用两步法制备了PVDF-PEI/KH560-TA微滤膜。对改性膜的亲水性进行了测试,发现改性膜的亲水性得到了良好的改善,水通量最高可达7617±207L/m~2×h,防污性能得到了极大的提高;对SFD、SFS、SSD、SFN四种乳液的分离效率达到了99.00%以上,对SSS、SSN两种乳液的分离效果达到了98.60%以上;通过一系列的表征手段发现改性膜的分布均匀,结构稳定;在大部分环境下都能保持稳定,在强碱性环境下亲水性下降。
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