【摘 要】
:
水资源短缺是21世纪面临的最严重的挑战,海水淡化等开源方式和废水处理等节流方式成为解决水资源短缺问题的必由之路。在众多水处理技术中,膜分离技术以绿色环保、稳定耐用以及能效比高等显著优势脱颖而出。膜是膜分离技术的核心,薄膜复合膜是商品化分离膜的主流,其主要由超薄选择层和多孔支撑层组成,其中选择层是决定薄膜复合膜性能的关键。探究选择层制备过程中影响因素和分离性能之间的相互关系,对打破Trade-off
论文部分内容阅读
水资源短缺是21世纪面临的最严重的挑战,海水淡化等开源方式和废水处理等节流方式成为解决水资源短缺问题的必由之路。在众多水处理技术中,膜分离技术以绿色环保、稳定耐用以及能效比高等显著优势脱颖而出。膜是膜分离技术的核心,薄膜复合膜是商品化分离膜的主流,其主要由超薄选择层和多孔支撑层组成,其中选择层是决定薄膜复合膜性能的关键。探究选择层制备过程中影响因素和分离性能之间的相互关系,对打破Trade-off限制以提升薄膜复合膜选择渗透性有着重要指导意义。本文以此为切入点,通过界面聚合的方法,制备了不同条件下的聚酰胺复合分离膜。具体研究内容包括以下三个部分:1、以聚四氟乙烯微滤膜(孔径为0.45μm、0.22μm和0.1μm)、尼龙微滤膜(孔径为0.22μm、0.1μm和0.05μm)和聚醚砜微滤膜(孔径为0.45μm、0.22μm和0.1μm)作为支撑层,讨论了支撑层的理化特性对聚酰胺复合分离膜表面形貌、亲水性和性能的影响,结果表明,同种材质的支撑层,其表面孔隙率越小,对染料的脱除效果越好,但渗透通量越低。综合权衡渗透通量和染料截留性能后,选取孔径为0.22μm的聚醚砜微滤膜作为优势支撑层,其制备的聚酰胺复合分离膜渗透通量为0.31 L·m-2·h-1·bar-1,对刚果红染料截留率为97.25%。2、聚酰胺选择层聚合工艺的优化。研究了不同有机相体积、反应时间和单体浓度对聚酰胺复合分离膜性能的影响,结果表明,在有机相体积为1 m L、反应时间为1 min、胺浓度为2 wt%和酰氯浓度为0.15 wt%的条件下制备的聚酰胺复合分离膜性能最佳,其水通量为0.79 L·m-2·h-1·bar-1,对Mg SO4的截留率为91.25%。3、聚酰胺分子结构的设计与调控。研究了芳香族胺类单体(间苯二胺、间苯二甲胺和对苯二甲胺)和脂环族胺类单体(1,2-环己烷二胺、不同顺反比例的1,4-环己烷二胺)对聚酰胺复合分离膜性能的影响,结果表明,脂环族胺单体对复合分离膜的水通量有明显提升,其中1,4-环己烷二胺的顺反比例为0.53:0.47时,复合分离膜的水通量为11.12 L·m-2·h-1·bar-1。
其他文献
在对工程水泥基复合材料(Engineered cementitious composites,简称ECC)进行材料性能研究时会面临断裂、破坏等不连续的情况。当材料内部发生裂纹萌生和扩展时,原本连续的位移、应力场都不再连续,导致了裂纹尖端以及界面等部位的应力奇异性。现行的力学模型以及数值模拟方法都是基于传统连续介质力学理论,在处理断裂、破坏等问题时有较大的局限性。基于非局部思想的近场动力学理论(Pe
近年来,模块化钢结构建筑因其具施工速度快、成本低廉及绿色环保等优点,逐渐成为国家大力推广的新型装配式建筑体系。国内外学者针对装配式构件层面、结构层面及建筑层面的模块化钢结构提出了大量节点形式,并对其受力性能进行了相关研究。然而现有模块化钢结构模块间节点形式较复杂,并未考虑模块吊装问题;针对模块间节点的轴心受力性能与设计方法的研究较少。针对以上问题,本文主要研究内容与成果如下:(1)提出一种模块化钢
太阳能光热-光伏发电系统因具有较强的稳定性,被认为是具有潜力的发电技术。光热-光伏发电系统中集热器、太阳能电池和储热罐是影响太阳能复合发电系统效率的主要部件,优化这些部件的性能对太阳能转化效率的提升有重要意义。本文以集热器、钙钛矿电池和储热罐为研究对象,对光热转换、光电转换及热能存储过程开展多尺度模拟和性能优化研究。主要研究内容如下:1)光热转化子系统中集热过程的多尺度模拟。首先,从微观角度,基于
架空输电线路跨越高山、河谷等环境,将电力输送到千家万户,输电导线作为输电线路的重要组成部分,极其易受到冰雪、大风等影响,特别是覆冰后,极易产生舞动现象,从而导致线路故障,引发用电事故。实际中输电导线多采用钢芯铝绞线,其截面具有明显绞突特征即非光圆,而大多数关于覆冰输电导线的气动力和舞动特性的研究基本将导线考虑为光圆截面,对其非光圆绞突截面的特点考虑不足;同时,覆冰输电导线舞动是一种双向流固耦合现象
城市暴雨洪水是制约城市经济社会稳定发展的重要因素。分析城市暴雨洪水的演变规律,识别城市暴雨洪水演变的关键驱动因素,评估城市暴雨洪水遭遇风险,有助于科学认识变化环境下城市暴雨洪水的演变机理,达到有效缓解和规避城市暴雨洪水的目的。本文以郑州市区贾鲁河流域为研究区域,收集整理1983~2018年流域内三个雨量站的降雨资料以及中牟水文站的径流资料,筛选得到50场次暴雨洪水,应用M-K趋势检验、累积距平等方
医用镁合金血管支架以其优良的生物可降解性,生物相容性和机械支撑力,已成为医用材料领域广泛关注的研究热点,但其较差的耐腐蚀性和较低的生物功能表达水平严重限制了其在血管疾病医疗领域的应用。席夫碱作为一种高效无毒、制备简易、便于储存、成本低廉的有机缓蚀剂,能够与Mg2+、Zn2+等金属离子发生络合反应而稳定吸附于金属表面,从而达到降低镁合金腐蚀速率、提高合金耐蚀性能的目的。以静电喷涂的方法对实验室自主研
后疫情时代下,通过新冠疫苗接种形成群体免疫仍是对抗新冠病毒、降低感染风险的关键举措。而媒体作为社会的“风向标”,在新冠疫苗接种的政策动员中起到了重要作用,尤其是《人民日报》官方微博(以下简称《人民日报》官微)在其权威地位和微博互动特性的双重加持下,产生了其他媒体无法比拟的巨大优势。因此,研究《人民日报》官微在新冠疫苗报道上的框架呈现及社会示范效应对今后的疫苗报道具有重大参考性价值。基于此,本文主要
中熵合金是近几年发展起来的一类新型金属材料,具有优异的结构稳定性和力学性能,应用潜力巨大。然而,对于多数研究的含Co元素的中熵合金,其原材料成本较高,而不含Co元素且具有面心立方(face-centered cubic,FCC)结构的中熵合金的强度较低,例如Fe-Mn-Cr-Ni系中熵合金,限制了其工程应用。针对此,本文选择低成本的Fe50Mn25Cr15Ni10中熵合金作为研究对象,通过合金化的
近年来,随着现代制造业、信息科技和文物保护等领域的快速发展,对三维数据获取的要求越来越高。结构光三维测量方法具有无接触、高精度的优势,逐渐成为三维测量领域的重点研究方向。相对于黑白编码,彩色编码结构光测量系统通过引入颜色信息提高了测量效率,但其编码可靠性会受到被测物体颜色、形状和周围环境光的影响,容易发生误码,进而降低测量精度。本文针对彩色编码的可靠性和效率展开研究,引入通信系统中纠错码理论提升编