【摘 要】
：
氨氮是水体中的常见污染物,自然水体中氨氮的排放通常来自工业、农业以及生活污水。废水中过量的氨氮会对人类健康和环境带来严重的危害。膜吸收由于其能耗低、装置规模可控、设备构造简单和脱氨效率高等优点,近年来受到广泛的关注。本文使用静电纺丝法,通过两种不同的纺丝液体系制备了PTFE中空纤维膜,并通过控制静电纺丝和烧结条件进一步优化了制备工艺,制备出了具有高孔隙率、强疏水性和优异力学性能的膜材料。结合脱氨传
【基金项目】
：
国家自然科学基金项目（No.21976180,No.51878645）；
论文部分内容阅读
氨氮是水体中的常见污染物,自然水体中氨氮的排放通常来自工业、农业以及生活污水。废水中过量的氨氮会对人类健康和环境带来严重的危害。膜吸收由于其能耗低、装置规模可控、设备构造简单和脱氨效率高等优点,近年来受到广泛的关注。本文使用静电纺丝法,通过两种不同的纺丝液体系制备了PTFE中空纤维膜,并通过控制静电纺丝和烧结条件进一步优化了制备工艺,制备出了具有高孔隙率、强疏水性和优异力学性能的膜材料。结合脱氨传质理论和脱氨实验验证了自制膜的高传质系数和通量。主要研究内容如下:（1）以生物聚合材料Pullulan为前体材料（粘结剂）,使用静电纺丝法制备了Pullulan-PTFE原生膜,通过烧结将前体材料去除获得了由纯PTFE组成的纳米纤维膜。结合单因素实验获得了最优的制备条件,制得了高孔隙率、高LEP以及良好力学性能的PTFE纤维膜。在后续的实验中测试了膜材料的脱氨性能,表现出了较高的传质系数和膜通量。（2）结合静电纺丝法和条件可控的烧结过程制备了以PVA为前体材料的PTFE纳米纤维膜。研究了纺丝液比例、静电纺丝参数、烧结温度和冷却模式对膜形貌、结构以及力学性能的影响。通过优选原材料和调节制备参数得到了最优的制备条件:PVA与PTFE比例为1:17,注射泵推注速度为0.5m L/h,相对湿度为23%,正电压为11k V,烧结温度为380℃。进一步的研究表明,烧结温度和冷却速度对膜的力学性能会产生影响。最优实验条件下制备的PTFE中空纤维膜显示出优越的性能:疏水性（CA=154°）,抗拉强度达到12MPa,更小的断裂应变（118%）和较高的杨氏模量（72MPa）。（3）以阻力串联模型为膜吸收脱氨的理论基础,对自制膜的脱氨性能及脱氨过程中的影响因素进行了一系列的实验探究。在pH为11,温度为313K的条件下,实验测得的传质系数达到3.73×10-5·m·s-1,通量为4.17×10-3kg·m-2·h-1,达到同等条件下商业膜脱氨性能的2.6～2.9倍。最优脱氨条件实验研究表明在含氨废水pH为11、温度为313K,循环流速0.1L/min的脱氨条件下能达到最好的脱氨效果。
其他文献
负重轮是履带车辆的主要承重部件,其用量多、质量占比大。因此,负重轮的轻量化是降低履带车辆整备质量的关键,对提高履带车辆的机动性能具有重要影响。现有负重轮的制备材料多为金属材料,由于金属材料的密度较高,轻量化程度有限,因此,为最大限度降低负重轮的质量,本文以超高分子量聚乙烯（UHMWPE）工程塑料为基体,设计了一种工程塑料-铝合金复合的车轮结构,并用ABAQUS对负重轮的结构进行了拓扑优化设计和力学
苯胺及其衍生物是化学工业生产中一类重要化合物,其生产方法使用最广的是硝基苯催化加氢,利用氢分子进行硝基苯液相催化是合理的选择。贵金属催化剂（如Pt、Pd、Rh、Ru等）在过去几十年中受到了广泛研究,但因其具有储量少、成本高、易失活等缺点,因此研制一种具有较高活性的非贵催化剂非常重要。非贵金属钴因其廉价易得且在各类催化应用中都有着较好活性受到了广泛关注。载体对催化剂的活性同样有着至关重要的作用,在众
非晶合金在宏观尺度通常表现出更为优异的力-物-化学性能,因此备受国内外学者的关注,但是其严苛的制备工艺及常温脆性等缺陷也制约其广泛应用。非晶合金独特的原子结构使其具有不同于传统多晶体合金的成型原理与变形机制,因此,探究非晶合金的玻璃形成能力与热力学特征之间的关系以及塑性形变中的剪切带演化对于认知非晶合金具有极大的意义。本文主要对以下两部分内容进行了研究:1)非晶合金的玻璃形成能力判据;2)不同非晶
石墨烯的成功制备,掀起科研人员探索二维材料的热潮。近些年,新型的二维材料不断被报道出来,其结构独特性能优良。最近研究者把目光转向到单层M2X（M表示金属,X表示非金属）上,该类型材料可应用于传感器,也能够当作容器把能量储存起来。单层Ag2S与已知的单层M2X相比,结构有所不同,具有非金属笼罩结构。由于合成的时间较短,相关研究并不是很多,在其他方面上应用的可能性仍需要进一步探究。本文使用Materi
镍基单晶高温合金因没有晶界的影响而具有良好的耐高温性能,是目前高端航空发动机叶片的主要材料,其具有极好的热稳定性能,抗腐蚀氧化性能以及优秀的高温强度、组织稳定性。但镍基单晶高温合金作为难加工材料,其磨削加工性差、磨削温度高,这些会导致工件加工表面出现烧伤、微裂纹、再结晶等现象,这些都不利于获得好的表面质量,影响构件的服役使用性能。而传统浇注式由于“气障”的存在无法达到理想的冷却效果,所以需要采用一
金属有机骨架（Mental organic frameworks,MOFs）是由金属离子作为节点和有机配体作为连接基组成的一类晶体杂化多孔配位材料。由于其较高的孔隙率、较高的比表面积、良好的结构稳定性,普遍应用于储能、吸附、催化、生物传感等领域。MOFs可作为前驱体,通过高温热解得到不同形貌结构和组成的碳基复合材料,包括氮磷掺杂碳材料、金属氮氧化物掺杂碳材料、及各种一维二维碳材料等。与气相色谱法、
金属材料在服役时会遭受严重的腐蚀,使得金属的服役周期大幅下降。环氧树脂（EP）涂层能够隔绝腐蚀介质的侵入且成本低廉,在金属防护领域应用广泛,但是EP脆性高,机械性能差且涂层在固化过程中会产生一些微小孔洞导致涂层的防护效用大打折扣。而在EP中适当的添加一些功能填料是提升环氧涂层性能的有效手段。本文采用超耐磨SiC和强耐蚀六方氮化硼（h-BN）为填料增强EP涂层的防腐性能。首先,对SiC进行超疏水改性
二维半导体材料的出现为研发可穿戴、轻便化、高性能、宽波段探测的光电子设备带来重要机遇。二维α-In2Se3是一种同时具有面内、面外极化的直接带隙铁电半导体材料,具有较高的载流子迁移率和较强的光吸收能力,是研发高性能光电子器件的可靠材料。然而,目前针对α-In2Se3光电晶体管光探测性能的研究并不系统,其应用于较强辐射环境下的可靠性研究亟待开展,还需开展其光电探测性能的调控方法研究。本文聚焦于二维α
近年来,荧光探针因为具有操作简便、快速实时等特点被广泛用于环境监测和生物传感等领域,已报道了一系列荧光探针用于重金属阳离子(如Cu2+,Pb2+,Zn2+)、阴离子（如HSO3-,ClO-,CN-）和各种小分子（如H2O2,GSH,Cys）的传感。尽管这些荧光探针具有简单高效和选择性好等突出点,但探针的选择性、灵敏度和水溶性问题仍然是荧光探针研究的重点。本论文针对以上问题,我们开发了三种具有特异性
预应力混凝土连续梁桥被广泛应用于交通基础设施建设当中。但随着过去修建的一大批预应力混凝土桥梁逐渐老化,再加上施工设计缺陷和超载运营等常有发生,导致开裂和长期挠曲变形过大问题日益凸显,亟需重视。而现阶段关于预应力混凝土连续梁的长期力学性能的试验研究大多侧重于未开裂阶段,而且截面形式往往以矩形截面为主,跨数为两跨居多,对于多跨预应力混凝土连续箱梁开裂阶段的长期力学性能研究主要以数值模拟为主,缺乏相应的