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化工分离技术分为相平衡分离和速率分离。目前对超滤和微滤膜技术的研究主要集中于孔径筛分的速率分离过程，相平衡分离过程研究相对较少，膜的选择吸附性有待提高；此外，在膜分离过程中，整个系统依然有较多流体动能被释放到环境中而损失。本文首次制备双金属Ce-UiO-66-NH2/diatomite(CUD)功能材料后在多孔支撑体上形成具有相平衡分离和速率分离特征的自组装膜并用于水体净化，通过机电转化装置将自组装膜系统中剩余的流体动能转化为电能储存备用。
本论文首次通过溶剂热合成法制备了双金属Ce-UiO-66-NH2/diatomite功能材料，并确定了最佳的制备工艺条件。在最佳条件下，对制备的粒子进行了FTIR、XRD、SEM、EDS等表征与分析。通过层层自组装技术，借助流场的调控在多孔支撑体上依次形成均匀的硅藻土支撑层和CUD功能层，构建用于水体净化的CUD自组装膜。本论文主要研究了成膜压力及流体流动型态对自组装膜均匀性的影响，并在最佳工艺条件下将形成的自组装膜用于处理含油废水，考察了CUD用量、pH和处理级数对出水水质的影响以及CUD自组装膜的再生性能。此外，本论文对自组装膜的选择吸附性能和吸附机理进行了探究。通过设计渐缩管和机电转化装置，研究渐缩管、操作压力、流量和CUD用量对自组装膜系统机电转化效率的影响。
结果表明：最佳条件制备的CUD粒子具有良好的球形结构且粒径为20μm。铈元素的掺杂使功能材料亲水性提高，CUD自组装膜的水接触角由25°降至15°，膜阻力为2.23×109m?1。CUD自组装膜处理含油废水30min后，渗透出水的油浓度从78.1mg·L?1降低至6.8mg·L?1，浊度为0.10NTU，达到排放和回注标准；对油水中的阴离子型聚丙烯酰胺的吸附容量为161.5mg·g?1；膜的产水量为789.5L·m?2·h?1。自组装膜经煅烧后回用表现出较好的再生性能。在0.08MPa下，使用20L·h?1自组装膜组件进行分离操作时，流体经渐缩管的阻力损失为0.761m，膜渗透出水经过机电转化装置转化出的电能功率为1.39W，机电转化效率为7.52%。而在相同操作条件下的直管阻力损失高达2.706m，转化出的电能功率仅为1.07W，机电转化效率为5.94%。因此，具有相平衡和速率分离特征的CUD自组装膜具有潜在的应用价值。
本论文首次通过溶剂热合成法制备了双金属Ce-UiO-66-NH2/diatomite功能材料，并确定了最佳的制备工艺条件。在最佳条件下，对制备的粒子进行了FTIR、XRD、SEM、EDS等表征与分析。通过层层自组装技术，借助流场的调控在多孔支撑体上依次形成均匀的硅藻土支撑层和CUD功能层，构建用于水体净化的CUD自组装膜。本论文主要研究了成膜压力及流体流动型态对自组装膜均匀性的影响，并在最佳工艺条件下将形成的自组装膜用于处理含油废水，考察了CUD用量、pH和处理级数对出水水质的影响以及CUD自组装膜的再生性能。此外，本论文对自组装膜的选择吸附性能和吸附机理进行了探究。通过设计渐缩管和机电转化装置，研究渐缩管、操作压力、流量和CUD用量对自组装膜系统机电转化效率的影响。
结果表明：最佳条件制备的CUD粒子具有良好的球形结构且粒径为20μm。铈元素的掺杂使功能材料亲水性提高，CUD自组装膜的水接触角由25°降至15°，膜阻力为2.23×109m?1。CUD自组装膜处理含油废水30min后，渗透出水的油浓度从78.1mg·L?1降低至6.8mg·L?1，浊度为0.10NTU，达到排放和回注标准；对油水中的阴离子型聚丙烯酰胺的吸附容量为161.5mg·g?1；膜的产水量为789.5L·m?2·h?1。自组装膜经煅烧后回用表现出较好的再生性能。在0.08MPa下，使用20L·h?1自组装膜组件进行分离操作时，流体经渐缩管的阻力损失为0.761m，膜渗透出水经过机电转化装置转化出的电能功率为1.39W，机电转化效率为7.52%。而在相同操作条件下的直管阻力损失高达2.706m，转化出的电能功率仅为1.07W，机电转化效率为5.94%。因此，具有相平衡和速率分离特征的CUD自组装膜具有潜在的应用价值。