金属网/高分子复合功能滤膜制备及其性能研究
发布时间：2023-04-23 07:46
膜法水处理技术因其分离效率高、出水水质好、设备操作简单等优势,在水处理领域得到广泛研究和应用。但是运行过程出现的严重膜污染问题制约着膜技术的发展,成为膜技术的瓶颈。膜污染后常采用的化学离线清洗,不仅操作繁琐,对膜表面能造成不可逆损伤,而且会导致二次污染;另外现有膜技术对物质进行分离,其功能单一,对一些资源性物质很难做到有效回收。本研究分别利用聚吡咯与聚苯胺改性不锈钢网基底制备复合导电滤膜,实现导电滤膜在线通电反洗控制膜污染及利用其电化学性能实现资源物质回收的目的,主要研究内容如下:(1)利用电化学聚合法,分别在规定浓度的吡咯和苯胺单体溶液中将过滤精度为4μm的不锈钢网基底进行电化学循环伏安法扫描,制备聚吡咯和聚苯胺/不锈钢网复合导电滤膜,通过调整循环伏安扫描圈数,控制两种复合滤膜通量范围在600-2000 L/(m2·h·bar),实现复合滤膜的优异过滤功能。制备的复合滤膜具有良好导电能力、过滤性能、结构稳定性及电化学稳定性。(2)为研究复合导电滤膜对污染物截留及通电反洗膜污染控制效果,分别采用标准模拟污染物(海藻酸钠、牛血清蛋白和腐殖酸)溶液以及实际二级出水进行过滤及反冲洗循环实验,...
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 膜技术特点
1.2 膜污染及控制方法
1.2.1 膜污染形成原因及分类
1.2.2 膜材料改性控制膜污染
1.2.3 膜清洗控制膜污染
1.2.4 电场法-膜污染控制
1.3 膜材料及其存在问题
1.3.1 传统膜材料及其存在问题
1.3.2 有机-无机复合膜材料及其存在问题
1.4 功能膜研究进展及发展方向
1.4.1 功能膜研究进展
1.4.2 功能膜发展方向
1.5 研究目的与内容
1.5.1 研究目的
1.5.2 研究内容
1.5.3 技术路线
2 实验材料与方法
2.1 引言
2.2 材料与试剂
2.3 实验设备
2.4 复合功能滤膜研究方法
2.4.1 复合功能滤膜制备方法
2.4.2 复合功能滤膜表征分析方法
2.4.3 通电反清洗膜污染控制方法
2.4.4 聚苯胺复合滤膜对磷吸附及解吸附研究方法
3 不锈钢网复合功能滤膜制备
3.1 引言
3.2 复合滤膜特征分析
3.2.1 膜通量随电化学C/V曲线圈数变化
3.2.2 表观形貌
3.2.3 冷场发射扫描电镜图谱(SEM)形貌分析
3.2.4 傅里叶变换红外(FT-IR)变换光谱分析
3.2.5 X射线衍射(XRD)分析
3.2.6 亲水性(接触角)分析
3.2.7 电化学阻抗谱(EIS)分析
3.2.8 电化学C/V曲线
3.3 小结
4 膜污染控制及分子量截留研究
4.1 引言
4.2 标准污染物溶液对聚吡咯复合滤膜造成的膜污染控制研究
4.2.1 海藻酸钠溶液造成的膜污染控制实验
4.2.2 牛血清蛋白溶液造成的膜污染控制实验
4.2.3 腐殖酸溶液造成的膜污染控制实验
4.3 标准污染物溶液对聚苯胺复合滤膜造成的膜污染控制研究
4.3.1 海藻酸钠溶液造成的膜污染控制实验
4.3.2 牛血清蛋白溶液造成的膜污染控制实验
4.3.3 腐殖酸溶液造成的膜污染控制实验
4.4 复合滤膜对标准污染物溶液截留研究
4.4.1 复合滤膜过滤前后TOC变化
4.4.2 聚吡咯复合滤膜过滤前后分子量变化
4.4.3 聚苯胺复合滤膜过滤前后分子量变化
4.5 实际二级出水对复合滤膜造成的膜污染控制及分子量截留研究
4.5.1 聚吡咯复合滤膜膜污染控制及截留效果
4.5.2 聚苯胺复合滤膜膜污染控制及截留效果
4.6 小结
5 复合滤膜污染控制机理研究
5.1 引言
5.2 膜污染清洗机理分析
5.2.1 电致润湿现象
5.2.2 通电材料形貌变化
5.2.3 原位产气泡剥离作用
5.2.4 静电力作用
5.2.5 电场极化效应
5.3 通电反冲洗差异性分析
5.4 小结
6 聚苯胺复合滤膜对磷吸附及回收研究
6.1 引言
6.2 聚苯胺复合滤膜对磷标准液的吸附研究
6.2.1 饱和吸附量研究
6.2.2 吸附动力学研究
6.2.3 通电对复合滤膜吸附效果的影响
6.2.4 NaCl存在条件下对膜表面吸附影响
6.2.5 吸附前后FT-IR变化分析
6.3 通电对吸附磷的解吸附研究
6.3.1 电压对解吸附效果的影响
6.3.2 时间对解吸附效果的影响
6.4 循环吸附及浓缩实验
6.4.1 循环吸附解吸附研究
6.4.2 浓缩吸附研究
6.5 实际二级出水吸附解吸附研究
6.6 解吸附机理分析
6.7 小结
7 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间主要研究成果
本文编号：3799395
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 膜技术特点
1.2 膜污染及控制方法
1.2.1 膜污染形成原因及分类
1.2.2 膜材料改性控制膜污染
1.2.3 膜清洗控制膜污染
1.2.4 电场法-膜污染控制
1.3 膜材料及其存在问题
1.3.1 传统膜材料及其存在问题
1.3.2 有机-无机复合膜材料及其存在问题
1.4 功能膜研究进展及发展方向
1.4.1 功能膜研究进展
1.4.2 功能膜发展方向
1.5 研究目的与内容
1.5.1 研究目的
1.5.2 研究内容
1.5.3 技术路线
2 实验材料与方法
2.1 引言
2.2 材料与试剂
2.3 实验设备
2.4 复合功能滤膜研究方法
2.4.1 复合功能滤膜制备方法
2.4.2 复合功能滤膜表征分析方法
2.4.3 通电反清洗膜污染控制方法
2.4.4 聚苯胺复合滤膜对磷吸附及解吸附研究方法
3 不锈钢网复合功能滤膜制备
3.1 引言
3.2 复合滤膜特征分析
3.2.1 膜通量随电化学C/V曲线圈数变化
3.2.2 表观形貌
3.2.3 冷场发射扫描电镜图谱(SEM)形貌分析
3.2.4 傅里叶变换红外(FT-IR)变换光谱分析
3.2.5 X射线衍射(XRD)分析
3.2.6 亲水性(接触角)分析
3.2.7 电化学阻抗谱(EIS)分析
3.2.8 电化学C/V曲线
3.3 小结
4 膜污染控制及分子量截留研究
4.1 引言
4.2 标准污染物溶液对聚吡咯复合滤膜造成的膜污染控制研究
4.2.1 海藻酸钠溶液造成的膜污染控制实验
4.2.2 牛血清蛋白溶液造成的膜污染控制实验
4.2.3 腐殖酸溶液造成的膜污染控制实验
4.3 标准污染物溶液对聚苯胺复合滤膜造成的膜污染控制研究
4.3.1 海藻酸钠溶液造成的膜污染控制实验
4.3.2 牛血清蛋白溶液造成的膜污染控制实验
4.3.3 腐殖酸溶液造成的膜污染控制实验
4.4 复合滤膜对标准污染物溶液截留研究
4.4.1 复合滤膜过滤前后TOC变化
4.4.2 聚吡咯复合滤膜过滤前后分子量变化
4.4.3 聚苯胺复合滤膜过滤前后分子量变化
4.5 实际二级出水对复合滤膜造成的膜污染控制及分子量截留研究
4.5.1 聚吡咯复合滤膜膜污染控制及截留效果
4.5.2 聚苯胺复合滤膜膜污染控制及截留效果
4.6 小结
5 复合滤膜污染控制机理研究
5.1 引言
5.2 膜污染清洗机理分析
5.2.1 电致润湿现象
5.2.2 通电材料形貌变化
5.2.3 原位产气泡剥离作用
5.2.4 静电力作用
5.2.5 电场极化效应
5.3 通电反冲洗差异性分析
5.4 小结
6 聚苯胺复合滤膜对磷吸附及回收研究
6.1 引言
6.2 聚苯胺复合滤膜对磷标准液的吸附研究
6.2.1 饱和吸附量研究
6.2.2 吸附动力学研究
6.2.3 通电对复合滤膜吸附效果的影响
6.2.4 NaCl存在条件下对膜表面吸附影响
6.2.5 吸附前后FT-IR变化分析
6.3 通电对吸附磷的解吸附研究
6.3.1 电压对解吸附效果的影响
6.3.2 时间对解吸附效果的影响
6.4 循环吸附及浓缩实验
6.4.1 循环吸附解吸附研究
6.4.2 浓缩吸附研究
6.5 实际二级出水吸附解吸附研究
6.6 解吸附机理分析
6.7 小结
7 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间主要研究成果
本文编号：3799395
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/boshibiyelunwen/3799395.html