【摘 要】
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传统含Cr（Ⅵ）废水处理工艺大多存在二次污染严重、效率低、资源消耗大、处理后的水难以回用等缺点。以聚合物包容膜（Polymer inclusion membrane,PIM）为膜相的PIM电膜萃取技术,萃取与反萃同步进行、选择性好、去除效率高、绿色无污染,是一种节能环保的无害化治理技术。本文以低浓度Cr（Ⅵ）为处理对象,以聚氯乙烯（PVC）为基础聚合物,制备了基于三正辛胺（TOA）和三辛基氧化膦（
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传统含Cr（Ⅵ）废水处理工艺大多存在二次污染严重、效率低、资源消耗大、处理后的水难以回用等缺点。以聚合物包容膜（Polymer inclusion membrane,PIM）为膜相的PIM电膜萃取技术,萃取与反萃同步进行、选择性好、去除效率高、绿色无污染,是一种节能环保的无害化治理技术。本文以低浓度Cr（Ⅵ）为处理对象,以聚氯乙烯（PVC）为基础聚合物,制备了基于三正辛胺（TOA）和三辛基氧化膦（TOPO）为载体的新型聚合物包容膜（PO-PIM和PT-PIM）。研究了PO-PIM和塑化PT-PIM对Cr（Ⅵ）的电膜萃取行为,通过ART-FTIR、XRD、SEM表征技术分析了PO-PIM和PT-PIM的化学组成和微观形貌,以p H1.3的低浓度Cr（Ⅵ）为料液相,探讨了两种PIM电膜萃取体系对Cr（Ⅵ）传质的稳定性、选择性和富集能力。主要的研究内容如下:（1）PO-PIM表面有链状纤维束液膜通道,TOPO与PVC之间存在偶极-偶极相互作用和氢键作用。以中性或碱性水溶液为解析相,PO-PIM电膜萃取Cr（Ⅵ）的渗透系数P随膜内载体TOPO含量的增加而增加,但在TOPO含量超过0.25g后,Cr（Ⅵ）的渗透系数P下降。100V电压下,最优组成的PO-PIM对Cr（Ⅵ）电膜萃取的渗透系数P为54.31um/s,对Cr（Ⅵ）与Cd（Ⅱ）、Co（Ⅱ）、Ni（Ⅱ）、Zn（Ⅱ）的选择性分离因子分别为15.75、142.09、256.68、13.15。以0.2mol/L的Na OH溶液为解析相,PO-PIM电膜萃取体系在60h内对Cr（Ⅵ）的富集倍数为5.08。（2）分别以邻苯二甲酸二辛酯（DOP）、邻硝基苯基辛基醚（NPOE）、磷酸三丁酯（TBP）为塑化剂,引入PT-PIM中得到了三个系列的塑化PT-PIM（PTD-PIM、PTN-PIM、PTT-PIM）,探讨了塑化PT-PIM电膜萃取Cr（Ⅵ）的传质行为。研究结果表明:塑化剂能够改善基础聚合物PVC与载体TOA之间的相容性。低浓度Na OH溶液可做为塑化PT-PIM萃取Cr（Ⅵ）的解析相,塑化PT-PIM对Cr（Ⅵ）的传质为离子交换机制,传质行为符合一级动力学方程。电压降低了Cr（Ⅵ）与载体TOA间化学络和对传质的控制程度。（3）考察了塑化剂对PT-PIM电膜萃取Cr（Ⅵ）的影响,探讨了塑化PT-PIM电膜萃取Cr（Ⅵ）的稳定性、选择性和富集能力。结果表明:塑化剂的粘度、水溶性、介电常数等理化性质会影响塑化PT-PIM电膜萃取Cr（Ⅵ）的效果,高疏水性的DOP有助于提高PT-PIM电膜萃取的稳定性,高介电常数的NPOE有利于促进Cr（Ⅵ）与载体的解离。膜组成为P25T13D15、P25T15N20、P25T15T20的塑化PT-PIM,在电压分别在50V、30V、30V时,对Cr（Ⅵ）电膜萃取的渗透系数P分别为47.17um/s、52.41um/s、43.75um/s。PTD-PIM电膜萃取Cr（Ⅵ）的渗透系数P在四个周期内基本不变,在Cd（Ⅱ）、Co（Ⅱ）、Ni（Ⅱ）、Zn（Ⅱ）共存体系中对Cr（Ⅵ）有优异的选择性。50V操作电压下,80h内对Cr（Ⅵ）的富集因子接近10。
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