聚离子液体修饰荷电纳滤膜制备及脱盐性能研究

来源 :郑州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:corber
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
印染废水含有一定量的染料和电解质,不仅对环境造成严重污染,而且浪费资源并提高印染成本,因此,对印染废水进行处理并回收利用其中资源具有重要的现实意义。针对染料废水中所含电解质的脱除,传统纳滤膜比较适宜于一价盐和低分子量有机物的分离,而对于二价盐与有机物的分离效果并不理想。为此,本文基于我们研究所多年的相关研究基础,旨在通过聚离子液体实现纳米无机材料的荷电修饰,以共混-相转化方法制备有机无机杂化荷正电纳滤膜,期望该膜对二价阴离子具有较高透过率。本文主要研究内容及研究成果如下:(1)离子液体单体制备及SiO2-PIL/PES杂化荷正电纳滤膜制备以三乙胺和烯丙基氯为原料制备了季铵型离子液体单体,采用反向原子转移自由基聚合(RATRP)的方法在纳米SiO2表面实现了离子液体的接枝聚合;以聚醚砜(PES)为膜材料、聚离子液体修饰的纳米SiO2微粒为荷电基团制备铸膜液,通过共混-相转化方法,制备了SiO2-PIL/PES有机无机杂化荷正电纳滤膜,并对其进行了性能表征。结果表明,在该体系下RATRP的最佳聚合时间为24h,且反应活性可控,聚合分子量可达2800Da,分散度为1.02。所制杂化荷正电纳滤膜具有较强的亲水性,其膜表面水接触角达到57.5o,纯水渗透性达到189.2L/(m2·h·MPa),在0.4MPa操作压力下,膜对活性红49和活性黑5表现了优异的截留性能,其截留率分别保持在85%,90%以上;膜对电解质尤其是二价阴离子盐则表现出较好的透过性能,MgCl2、MgSO4的截留率保持在10%以下,对NaCl和Na2SO4的截留率约5%以下。(2)HNTs-PIL/PES杂化荷正电纳滤膜制备通过RATRP方法,在天然埃洛石纳米管表面实现了聚离子液体的荷电修饰,从而制备了荷正电纳米微粒HNTs-PIL,然后通过共混-相转化的方法制备了HNTs-PIL/PES有机无机杂化荷正电纳滤膜。结果表明,随着HNTs-PIL的添加,杂化膜亲水性随之增强(膜表面水接触角达到60.5o),杂化膜的热稳定性显著增加(其热分解温度增加20-40oC,最高达到435oC)。在0.4MPa操作压力下,所制杂化荷正电纳滤膜对活性红49的截留率达85%,对活性黑的截留率保持在95%以上,而对MgCl2、MgSO4的截留率则在10%左右,对NaCl和Na2SO4的截留率5%左右。(3)HT-PIL/PES杂化荷正电纳滤膜制备采用尿素分解、均匀共沉淀方法制备了高结晶度的镁铝水滑石(Mg-Al HT),对其层间的阴离子首先进行硝酸根置换,继而以RATRP的方法对其进行聚离子液体荷电修饰(HT-PIL)作为无机荷电纳米材料。通过共混-相转化方法制备HT-PIL/PES有机无机杂化纳滤膜,并对杂化膜性能进行了系列表征,结果表明,HT-PIL在膜溶剂N, N-二甲基乙酰胺(DMAc)中成功实现了原位剥离,所制备杂化膜表面水接触角可达63.5o,机械性能和热稳定性也明显增强,在0.4MPa操作压力下,所制杂化荷正电纳滤膜对活性红49的截留率达90%,对活性黑的截留率保持在95%以上,而对MgSO4的截留率低于15%,对Na2SO4的截留率低于10%。聚离子液体荷电修饰的上述三种无机纳米材料之空间尺寸和形貌结构对荷正电纳滤膜表皮层厚度、离子交换容量以及纯水渗透性有较大影响。无机纳米微粒空间尺寸越小,所制杂化膜亲水性、渗透性能的提高越明显;无机纳米微粒的形貌结构对其在膜主体中的分布有较大影响,对杂化膜的离子交换容量、渗透分离性能影响较为突出,因此,通过控制杂化膜中无机纳米材料的形貌结构和空间尺寸可以调控制备满足特殊要求的有机无机杂化膜。
其他文献
本文研究了铝铜异种金属冷压焊、摩擦焊的焊接工艺。分析了铝和铜的焊接性能。对冷压焊的焊接原理、冷压焊机的结构和冷压焊模具以及应用,进行了介绍。对冷压焊主要工艺参数的
目的:探讨埃克替尼对非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)EGFR 20外显子S768I/20-ins/T790M/V769M突变的临床疗效。方法:回顾性分析5 8例埃克替尼治疗EGFR 20外
人们一直都很关心生命的问题.庄子的生命观一直都是指导人们理解生命意义的哲学思想.在春秋战国社会秩序混乱的时代,在吸收了老子的思想和一些古代神话的基础上,庄子的生命观
期刊
在激光惯性约束聚变(以下简称ICF)研究中,中子对诊断燃烧的燃料区特性特别有效。衡量ICF内爆成功与否的最重要的标志之一是中子产额。为了测量中子产额,我们发展了多种测量手段
在追求医疗、教学、研究协同发展的大背景下,医院承担了大量的科研任务.如何加强医院科研项目经费的管理、提高科研项目经费的使用效率,已成为亟待解决的问题.文章结合医院财
伊川县是我党开展活动比较早的县。1932年10月先是建立了中共伊川县酒后支部,同年12月成立了中共伊川县委,接着又组建了马回、酒后、吕店区委。豫西沦陷后,根据党中央、毛主
机载有源相控阵雷达的出现使机载雷达发生了质的飞跃,实现了机载雷达从机械扫描向电子扫描、单一功能向多功能的转变。但是由于目前T/R模块效率始终低于30%,同时天线阵面内排布
本文中,在水热法制备的TiO2纳米棒阵列的基础上,分别制备了P3HT-CdS-TiO2一维有序纳米结构有机无机半导体杂化敏化太阳能电池和Au-P3HT-CdTe-TiO2一维有序纳米结构全固态有机无机半导体杂化太阳能电池,电池效率分别为1.38%和0.91%,并对杂化太阳能电池性能的影响因素进行了探讨,主要结果如下:1)使用水热法在FTO导电玻璃上制备了TiO2纳米棒阵列。SEM结果表明,制备的T
大罗山风景区距温州市区东南部40余千米,是温州市未来的“绿心”和“绿楔”,温州市区将环大罗山发展。随着国家级登山健身步道落户大罗山,大罗山的旅游资源日渐得到开发。于是,第
随着现代计算机技术及测试技术的发展,人们对产品的快速设计和产品质量提出了更多更高的要求,用于重建产品实物的CAD模型和模型曲面的光顺处理已成为逆向工程技术的研究热点