荷电纳滤膜分离小分子有机物的特性研究

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随着社会经济的不断发展,工业以及生活用水产生的废水与日增多,去除水中的有毒有害物质不仅有益于人类健康,更对环境的维护有所帮助。因此,本课题通过使用膜分离的方法,分离水中小分子有机物质,小分子有机物因其分子量较小,采用纳滤技术对其去除,一方面可以通过机械筛分作用,另一方面静电效应也可以对带有不同种类电荷的小分子有机物进行去除。采用这种方法对于去除水中小分子污染物有重要的意义,减少了污水中小分子有机物对自然界的危害,还可以为纳滤膜材料的制备及应用于小分子有机物的去除提供必要的基础数据。   由本实验室自制等离子体改性聚砜纳滤中空纤维膜对内分泌干扰物双酚A溶液,表面活性剂十二烷基苯磺酸钠以及染料罗丹明B进行截留,通过改变溶液浓度,pH值,操作压力以及离子强度等因素,经过长时间截留,观察聚砜纳滤中空纤维膜对这些物质的截留率以及通量的变化,考察不同影响因素下原液浓度的变化,分析其作用机理,归纳出溶液性质及操作条件对膜的截留率及通量变化的规律,获得分离不同种类小分子有机物的最佳操作条件。   实验结果表明,聚砜纳滤中空纤维膜对双酚A有很强的吸附作用力,这种吸附力为去除双酚A的主要机理,且溶液为较高浓度,pH=6,压力为0.2MPa,低离子强度时去除率达到90%以上。在偏酸性条件下,吸附作用力在聚砜纳滤中空纤维膜去除双酚A过程中起主导作用,在较高pH值条件下静电斥力发挥作用,离子强度的大小对吸附作用力影响不大。   去除带负电荷的十二烷基苯磺酸钠时静电斥力为主要作用力,同时伴有膜的物理筛分作用。在低浓度截留效果好,初始浓度为40mg/l时截留率可达85.68%;低离子强度时静电斥力发挥主要作用,截留率比高离子强度时高;压力越大,截留率越高;溶液pH=6时截留效果最好。   在相对低浓度下,使用聚砜荷负电中空纤维膜对罗丹明B的去除效果较好。在1mg/l浓度下去除率可以达到99%以上。通过对各个阶段原液浓度的考察,荷负电膜与带正电的罗丹明B分子间存在静电吸附作用,且在酸性条件下,吸附作用力表现更加明显,离子强度的增大会屏蔽吸附作用力。因此,溶液浓度低,pH值为4,操作压力为0.2MPa时,荷负电膜对罗丹明B的去除效果最好。
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