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地质聚合物是一种与沸石结构相类似的无机高分子材料,在碱性的环境下,硅铝酸盐经过溶解释放出Si和Al单体后,再发生单体重构、缩聚而成。地质聚合物在常温下即可固化成型,与沸石等传统材料相比更加节能环保;其内部的网状结构对于金属离子的捕获能力强,从而为金属离子污染造成的环境破坏提供了另一种解决方案。本文通过调节浆料含水量、双氧水掺量、花生油掺量,探究了制备地质聚合物多孔自支撑膜的最优配比,并将膜片应用在浊度、色度以及水中铁锰的处理。通过涂覆法,将多孔自支撑膜与课题组前期研究得到的地质聚合物分离膜复合,制备得到的复合膜用于去除地下水中的浊度及过量的铁、锰离子。借助渗透通量系统、扫描电子显微镜、比表面积与孔隙度测试仪等仪器表征多孔自支撑膜、复合膜的结构和性能;借助电感耦合等离子体发射光谱仪、紫外可见光分光光度计等仪器测量滤液中剩余物质的浓度,实验结论如下:(1)采用偏高岭土、矿渣、1.3模液态水玻璃的质量比重:1:1.7,浆料含水量、双氧水掺量、花生油掺量占地质聚合物浆料质量的29.5%、1.0%、0.4%的实验配比制备得到的地质聚合物多孔自支撑膜,其性能参数为:水通量67000 kg·m-2·h-1,比表面积25.39 m2·g-1,孔隙率63.4%,抗压强度5.47 MPa。多孔自支撑膜经过水热、洗碱处理后用于浊度、色度和水中铁、锰离子的去除,处理效果较差。其中,多孔自支撑膜对浓度为100 mg·L-1的Fe2+去除率最高时为70.8%,对浓度为100 mg·L-1的Mn2+去除率最高时仅有14.94%。(2)地质聚合物复合膜通过涂覆法制备而成。复合膜对水中浊度的去除效率高,在其过滤过程中渗透通量发生衰减,但膜片经反冲洗处理后,渗透通量可恢复至原来的74.49%。复合膜中过量的碱使滤液的pH值升高;在较低的实验温度下,溶液初始浓度越高,复合膜对Fe2+的去除量越高。溶液中Fe2+和Mn2+共存时,复合膜对Fe2+的去除率较高,去除机理包括:中和沉淀、接触氧化作用、离子交换作用和物理吸附作用。