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相似文献
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1.
董蕾茜  王小 《环境科学学报》2014,34(11):2731-2738
选取氧化铝分散体(Al2O3)、Linde A型沸石(LTA)、Linde L型沸石(LTL)和X型八面沸石(FAU-X)4种纳米颗粒,采用原位植入的方法对超滤膜进行表面改性,以提高聚砜超滤膜的抗生物污染性能.通过扫描电子显微镜、接触角测定、抗生物污染性能测试等方法来表征改性前后膜结构和性能的变化.结果表明,纳米颗粒在膜表面的原位植入具有其可行性,该方法只改变超滤膜的表面形貌,对断面和底面的结构没有影响;纳米颗粒原位植入法改性后,超滤膜的亲水性有显著提高.就抗生物污染性能而言,纳米颗粒的植入提高了膜的抗粘附性能,在纳米颗粒覆盖的区域没有大肠杆菌粘附生长;在这4种膜中,UF-LTA和UF-LTL膜的抗粘附性能优于UF-Al2O3和UF-FAU-X膜.相较而言,LTA型沸石在膜表面分散效果良好,原位植入后显著改善了膜的亲水性并且表现出较好的抗粘附性能,可作为理想的材料用于下一步研究.但LTA型沸石的抗水流剪切的能力较弱,要想提高该种纳米颗粒在膜表面的结合牢固性,应考虑减小颗粒的粒径.  相似文献   

2.
经金属Fe掺杂改性的TiO_2纳米粒子与PSF铸膜液共混,采用L-S浸没相转化法制备了分散均匀的Fe-TiO_2/PSF光催化复合超滤膜,测试该复合超滤膜的形貌、表面官能团、亲水性能、超滤性能、机械性能、热稳定性能、光催化性能,考察了纳米Fe-TiO_2光催化剂的含量对膜结构和性能的影响.结果表明:当Fe-TiO_2与PSF质量比为0.20时,Fe-TiO_2/PSF复合膜对罗丹明B(RhB)的去除率(61%)明显高于纯聚砜膜(33%);通过添加光催化剂,可使复合膜在模拟太阳光下具有光响应;同时,催化剂的适量添加,可提高聚砜膜的亲水性和物化性能,拓宽膜的应用领域.  相似文献   

3.
采用双悬浮探针和电子自旋共振法定量对远程氩等离子体进行诊断,确定了电子、离子浓度和自由基浓度的分布,以预测表面改性的最佳区;利用远程氩等离子体对聚醚砜(PES)超滤膜进行表面改性,通过接触角测量、扫描电子显微镜和X射线光电子能谱分析改性前后膜表面结构和性能的变化,最后利用牛血清蛋白分离实验分析改性前后膜的分离性能和抗污染性能变化.结果表明,氩等离子体中电子、离子浓度沿轴向距离逐渐降低,在30cm后接近于0,而40cm处自由基浓度仍维持在90%以上,为可能的最佳表面改性区;在该区对PES超滤膜改性后,引入含氧基团和含氮基团,膜表面(O+N)/C原子比从0.18增大到0.46,增强膜表面极性;在最佳处理条件下,膜表面接触角从67°减小到18°,使膜表面亲水性能增强,抑制了电子、离子对膜的刻蚀作用;通过牛血清蛋白实验测定改性后膜污染率由70.3%减小到64.7%,抗污染性能提高.  相似文献   

4.
以氧化石墨烯(GO)与纳米二氧化钛(TiO_2)为改性剂,采用界面聚合法与抽滤吸附结合,对聚偏氟乙烯中空纤维超滤膜(简称原膜)进行表面改性,得到新型纳米改性膜(简称GO-TiO_2改性膜).研究改性膜的制备工艺条件及其对腐殖酸(HA)的吸附截留性能与抗污染特性.结果表明:(1)最佳制备工艺条件为:钛酸丁酯2 m L、GO 1 mg、间苯二胺1%(质量分数)、间苯二胺浸泡时间8 min、均苯三甲酰氯0.2%(质量分数)、均苯三甲酰氯浸泡时间10 min;(2)亲水性提高显著,亲水性表面为GO-聚酰胺-TiO_2复合结构,改性膜接触角由80.6°±1.8°下降到38.6°±1.2°;(3)抗污染性能提高明显.改性膜通量总衰减率由改性前的51.2%下降到35.6%,过滤周期约为原膜的2.5倍;反冲洗后膜通量恢复率由69%提高到96%.  相似文献   

5.
有机膜的无机改性及其性能研究   总被引:2,自引:0,他引:2  
以无机纳米氧化铝粒子作为无机添加剂与聚偏氟乙烯(PVDF)共混,采用相转换法合成了有机-无机共混超滤膜.通过测定膜与纯水的接触角,表征膜的亲水性;用激光共聚焦显微镜(CLSM)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)观察了膜的表面结构、表面孔分布和断面孔的结构及纳米颗粒在膜中的分散情况;利用杯式超滤装置对改性膜的透过性能、截留性能以及抗污染性能进行了测试;用强度测定仪测定了膜强度.结果表明,纳米Al2O3 的加入改善了PVDF膜的表面亲水性、通量、强度和抗污染性.  相似文献   

6.
以氧化石墨烯(GO)与石墨相氮化碳(g-C_3N_4)为改性剂,采用界面聚合与超滤抽吸结合,对PVDF平板超滤膜(简称原膜)进行表面改性,得到可见光响应的纳米复合改性膜(简称:GO/g-C_3N_4改性膜),研究改性膜的制备条件及其表面性能.结果表明:(1)最佳制备条件为:g-C_3N_410 mg、g-C_3N_4/GO比值为80、苯胺(An)浓度0.5%、An浸泡时间4 h、过硫酸铵(APS)浓度0.8 g·L~(-1)、APS浸泡时间3 h;(2)GO/g-C_3N_4改性膜表面亲水性与抗污染性能显著提高,表面接触角下降55.1%,通量衰减率下降46.3%,经水力冲洗后膜通量恢复率增加51.5%;(3)改性膜的机械强度与拉伸强度增强,拉伸弹性模量增加;(4)GO/g-C_3N_4改性膜表面具有较强的可见光活性,最大吸收边带为495 nm,表面改性功能层的禁带宽度(Eg)值为2.5 e V.改性膜对罗丹明B(Rh B)的可见光催化降解去除率达到81.2%,而原膜对Rh B吸附去除率仅为42.2%.  相似文献   

7.
以多巴胺(DA)、1,3-二氨基胍盐酸盐(DAG)、氨基化氧化石墨烯(NGO)为改性剂,将氧化沉积和表面接枝法联用于聚偏氟乙烯(PVDF)原膜表面改性,得到NGO/PDA-DAG改性膜,研究改性膜的制备条件及其抗污染性能.结果表明:①改性膜最佳制备条件为DA浓度1.5mg/mL,DA氧化沉积时间4h,DAG质量浓度1wt%,NGO浓度2mg/mL,NGO接枝时间1h;②改性膜的亲水性能改善明显.改性剂向膜面引入了-NH2、C=N、-OH、C=O等亲水性官能团,使静态接触角由68.7°(原膜)下降到38.7°(改性膜);③改性膜比原膜具有更高的机械强度.改性层改善了原膜表面应力传递盲区,使改性膜表面粗糙度由原膜的46.5nm下降到18.3nm.改性膜的拉伸强度和杨氏模量分别为22.83和376.25Mpa,比原膜提高了39.72%和13.57%;④改性膜的选择透过性和抗有机污染性能显著提高.与原膜相比,改性膜对牛血清白蛋白(BSA)的截留率提高18.64%、纯水通量恢复率提高34.08%、膜总污染率下降20.67%(可逆污染率提高13.41%、不可逆污染率下降34.08%);⑤改性膜抗菌性能强,且抗菌效果稳定持久.改性膜连续4次抗菌测试(38℃下接触2h)的平均抗菌率分别为92.3%、88.5%、87.9%、85.6%,能有效防止生物膜污染发生,而原膜无任何抗菌特性.  相似文献   

8.
以多巴胺(DA)、1,3-二氨基胍盐酸盐(DAG)、氨基化氧化石墨烯(NGO)为改性剂,将氧化沉积和表面接枝法联用于聚偏氟乙烯(PVDF)原膜表面改性,得到NGO/PDA-DAG改性膜,研究改性膜的制备条件及其抗污染性能.结果表明:①改性膜最佳制备条件为DA浓度1.5mg/mL,DA氧化沉积时间4h,DAG质量浓度1wt%,NGO浓度2mg/mL,NGO接枝时间1h;②改性膜的亲水性能改善明显.改性剂向膜面引入了-NH2、C=N、-OH、C=O等亲水性官能团,使静态接触角由68.7°(原膜)下降到38.7°(改性膜);③改性膜比原膜具有更高的机械强度.改性层改善了原膜表面应力传递盲区,使改性膜表面粗糙度由原膜的46.5nm下降到18.3nm.改性膜的拉伸强度和杨氏模量分别为22.83和376.25Mpa,比原膜提高了39.72%和13.57%;④改性膜的选择透过性和抗有机污染性能显著提高.与原膜相比,改性膜对牛血清白蛋白(BSA)的截留率提高18.64%、纯水通量恢复率提高34.08%、膜总污染率下降20.67%(可逆污染率提高13.41%、不可逆污染率下降34.08%);⑤改性膜抗菌性能强,且抗菌效果稳定持久.改性膜连续4次抗菌测试(38℃下接触2h)的平均抗菌率分别为92.3%、88.5%、87.9%、85.6%,能有效防止生物膜污染发生,而原膜无任何抗菌特性.  相似文献   

9.
亲水聚合物改性微滤膜在膜生物反应器中的膜污染研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
采用经过聚合多巴胺和氨基聚乙二醇(mPEG-NH_2)表面改性的PVDF微滤膜,通过浸没在膜生物反应器(MBR)中验证改性微滤膜的抗污染性能.同时,采用多种分析手段对改性膜进行表征,包括膜表面微观形貌、润湿性、粗糙度和表面官能团等.实验同时考察了改性膜在MBR中运行的水通量衰减、污染膜的阻力分布,以及对膜面污染物的胞外多聚物组分的影响.结果发现,所采用的膜改性方法明显改善了膜表面的亲水性.短期过滤实验结果表明,多巴胺涂覆膜的稳定通量比原膜高47%,PEG改性膜则在水通量方面有进一步提高;在长期恒通量过滤阶段,多巴胺涂覆膜和PEG接枝膜的比膜通量分别比原膜高37%和88%.实验还发现,改性膜表面滤饼层中蛋白质和多糖含量均低于原膜.  相似文献   

10.
利用多巴胺(DA)的自聚合特性对多壁碳纳米管(MWCNT)进行非共价改性,制备了多巴胺改性碳纳米管超滤膜(PDA/MWCNT),并对其抗污染性能进行了系统研究.采用X射线光电子能谱、傅里叶红外光谱、接触角测量仪和扫描电镜对PDA/MWCNT膜进行亲水性和化学组成的表征.选取大肠杆菌菌液为目标污染物,研究了不同改性条件对PDA/MWCNT膜抗污染性能及抗蛋白黏附能力的影响.结果表明,DA成功引入到MWCNT表面.DA与MWCNT交联时间为5h、DA浓度1g/L、MWCNT负载量2.17mg/cm2时,MWCNT膜的接触角由改性前112.79°降至8.4°.改性后PDA/MWCNT膜表面的氧元素含量为改性前的2.9倍,膜的亲水性得到显著改善.膜通量较改性前提高1倍,膜的抗污染性能、抗菌性及抗蛋白黏附能力得到显著提高,错流冲洗后的膜通量恢复率从56.62%增加到88.74%.  相似文献   

11.
Ag–AgBr/TiO_2 supported on reduced graphene oxide(Ag–AgBr/TiO_2/RGO) with different mass ratios of grapheme oxide(GO) to TiO_2 were synthesized via a facile solvothermal-photo reduction method. Compared to the single-, two-and three-component nanocomposites,the four-component nanocomposite, Ag–AgBr/TiO_2/RGO-1 with mass ratio of GO to TiO_2at 1%, exhibited a much higher photocatalytic activity for the degradation of penicillin G(PG)under white light-emitting diode(LED-W) irradiation. The PG degradation efficiency increased with the increase of mass ratio of GO to TiO_2 from 0.2% to 1%, then it decreased with the increase of mass ratio of GO to TiO_2 from 1% to 5%. The zeta potentials of RGO-nanocomposites became more negative with the presence of humic acid(HA) due to the negatively charged HA adsorption, resulting in the shift of points of zero charge to lower values of pH. The aggregations of nanocomposites were more significant due to the bridging effect of HA. Furthermore, the aggregated particle sizes were larger for RGO-nanocomposites compared to other nanoparticles, due to the bindings of the carboxylic and phenolic functional groups in HA with the oxygen-containing functional groups in the RGO-nanocomposites.The microfiltration(MF) membrane was effective for the nanocomposites separation. In the continuous flow through submerged membrane photoreactor(sMPR) system, backwashing operation could efficiently reduce membrane fouling and recover TiO_2, and thus indirectly facilitate the PG removal.  相似文献   

12.
A nanoheterojunction composite photocatalyst Bi2O3/TiO2working under visible-light(λ 420 nm) was prepared by combining two semiconductors Bi2O3 and TiO2 varying the Bi2O3/TiO2molar ratio. Maleic acid was employed as an organic binder to unite Bi2O3 and TiO2 nanoparticles. The SEM, TEM, XRD and diffuse reflectance spectra were utilized to characterize the prepared Bi2O3/TiO2nanoheterojunction. The nanocomposite exhibited unusual high photocatalytic activity in decomposing 2-propanol in gas phase and phenol in aqueous phase and, evolution of CO2 under visible light irradiation while the end members exhibited low photocatalytic activity. The composite was optimized to 5 mol% Bi2O3/TiO2. The remarkable high photocatalytic efficiency originates from the unique relative energy band position of Bi2O3 and TiO2 as well as the absorption of visible light by Bi2O3.  相似文献   

13.
SiO2纳米颗粒内嵌强化介孔TiO2单晶光催化降解盐酸四环素   总被引:1,自引:0,他引:1  
吸附性能和光生载流子的分离效率是决定光催化降解抗生素的主要因素.为提高介孔TiO_2单晶(MSCs)的吸附性能和光生载流子的分离效率,在MSCs内部构建SiO_2纳米颗粒吸附结构.同时,利用表面光电压谱、氮气等温吸附-脱附、X射线衍射等研究其结构特性.最后,以盐酸四环素为抗生素代表,通过控制SiO_2纳米颗粒比表面积,考察SiO_2对复合材料吸附及光催化性能的影响.结果表明,SiO_2纳米颗粒与TiO_2单晶复合显著提高了材料的吸附性能,表面保护蚀刻进一步提升了材料的比表面积.实验条件下,高比表面积SiO_2-TiO_2单晶复合材料(KSiO_2@TiO_2)对盐酸四环素的平衡吸附量、降解效率、降解速率常数和矿化率分别达到了0.96 mg·g-1、90.2%、0.0079 min-1、54.4%,分别是MSCs的4.4、1.5、2.6和3.1倍.副产物分析表明,SiO_2复合介孔单晶材料更易将盐酸四环素降解为小分子物质.  相似文献   

14.
为评估纳米TiO2在环境水体中的暴露风险,选用大型溞作为模式生物,研究了不同粒径纳米TiO2(20、40、60和100 nm)对大型溞毒性效应的影响,并探究了腐殖酸对不同粒径纳米TiO2毒性效应的调控作用.结果表明,粒径是影响纳米TiO2颗粒毒性效应的重要因素,以大型溞半数致死时间(LT50)为指标,不同粒径纳米TiO2对大型溞的毒性作用强弱顺序依次为:20 nm颗粒 > 40 nm颗粒 > 60 nm颗粒 > 100 nm颗粒(p<0.05).腐殖酸的存在可以显著降低纳米TiO2颗粒对大型溞的毒性作用,腐殖酸对小尺寸纳米TiO2颗粒的毒性抑制作用更为明显(p<0.05).大型溞体内ROS水平与抗氧化系统相关酶活分析表明,纳米TiO2导致大型溞体内活性氧自由基(ROS)浓度升高是其产生毒性作用的重要原因,腐殖酸的存在可以显著降低大型溞体内由于纳米TiO2暴露而引起的ROS浓度上升(p<0.05),进而减轻纳米TiO2对大型溞的毒性作用.此外,腐殖酸可以减小不同粒径纳米TiO2之间的毒性差异.本研究结果可为纳米TiO2在环境水体中的暴露风险评估提供参考依据.  相似文献   

15.
TiO2 visible light catalysts with different crystalline phases and morphologies were synthesized from titanium-bearing electric arc furnace molten slag (Ti-bearing EAF slag) by using a simple acidolysis process. The effects of the pH of the HCl solution, liquid to solid ratio (RL/S, HCl solution to the residue ratio, mL/g) and acidolysis time on the micro-morphology and crystalline phase of as-prepared TiO2 photocatalysts were systematically investigated. The results indicated that with decreasing pH in the HCl solution and increasing RL/S, the crystalline phase and micro-morphology of the obtained TiO2 nanostructures tended to transform from anatase type TiO2 with spherical nanoparticle structures to rutile type TiO2 with needle-like nanorod structures. The acidolysis time had little influence on the crystalline phase but great impact on the size of the obtained TiO2. The growth mechanism of TiO2 from Ti-bearing EAF slag during the acidolysis process was also discussed. In addition, the influence of RL/S on the photocatalytic properties of the synthesized nanostructured TiO2 was studied. The results showed that the photodegradation efficiency for Rhodamine B solution could reach 91.00% in 120 min when the RL/S was controlled at 50:1.  相似文献   

16.
设计并制备了新型WC/TiO2纳米复合界面光催化剂应用于酚类污染物的光催化降解反应中.采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)技术分析了WC/TiO2纳米复合界面光催化剂的晶型和表面形貌.结果显示锐钛矿型TiO2纳米颗粒均匀地分散在WC纳米球表面并很好地构筑了WC/TiO2界面.研究了不同WC负载比例的WC/TiO2光催化剂在模拟太阳光照射下降解苯酚的光催化性能.结果表明:WC/TiO2复合界面的形成可以有效地提高TiO2光催化降解性能;其中,3%WC/TiO2(质量分数)光催化降解苯酚的活性最高.利用紫外-可见光谱(UV-Vis)和高效液相色谱-质谱联用技术(HPLC-MS)分析了WC/TiO2纳米复合界面光催化剂降解苯酚的中间产物,提出了苯酚在WC/TiO2界面上可能的降解机理.  相似文献   

17.
Polypropylene (PP) meltblown fibers were coated with titanium dioxide (TiO2) nanoparticles using layer-by-layer (LbL) deposition technique. The fibers were first modified with 3 layers of poly(4-styrenesulfonic acid) (PSS) and poly(diallyl-dimethylammonium chloride) (PDADMAC) to improve the anchoring of the TiO2 nanoparticle clusters. PDADMAC, which is positively charged, was then used as counter polyelectrolyte in tandem with anionic TiO2 nanoparticles to construct TiO2/PDADMAC bilayer in the LbL fashion. The number of deposited TiO2/PDADMAC layers was varied from 1 to 7 bilayer, and could be used to adjust TiO2 loading. The LbL technique showed higher TiO2 loading efficiency than the impregnation approach. The modified fibers were tested for their photocatalytic activity against a model dye, Methylene Blue (MB). Results showed that the TiO2 modified fibers exhibited excellent photocatalytic activity efficiency similar to that of TiO2 powder dispersed in solution. The deposition of TiO2 3 bilayer on the PP substrate was sufficient to produce nanocomposite fibers that could bleach the MB solution in less than 4 hr. TiO2-LbL constructions also preserved TiO2 adhesion on substrate surface after 1 cycle of photocatalytic test. Successive photocatalytic test showed decline in MB reduction rate with loss of TiO2 particles from the substrate outer surface. However, even in the third cycle, the TiO2 modified fibers are still moderately effective as it could remove more than 95% of MB after 8 hr of treatment.  相似文献   

18.
通过水热法制备了TiO_2纳米棒(TiO_2NRs)电极,然后通过液相生长法将石墨相氮化碳(g-C_3N_4)负载到TiO_2NRs电极上制备出TiO_2NRs/g-C_3N_4电极.电极的XRD和SEM表征结果表明,g-C_3N_4成功负载到了TiO_2NRs上.将TiO_2NRs/g-C_3N_4电极作为光阳极用于光电催化体系中,并于反应体系中不断曝入O_2,结果发现,与钛片相比,碳气凝胶(CA)电极作为阴极时,反应150 min后CN~-的去除率由13.4%提高到53.1%.与PC过程和EC过程相比,PEC过程对CN~-的去除效果最好.不同光阳极的对比表明,g-C_3N_4与TiO_2的复合可以大大提高阴极H_2O_2产量从而促进CN~-的去除.实验表明,外加偏压的增大可以提高体系中H_2O_2的产量从而增强CN~-的去除效果,CN~-的去除率随CN~-初始浓度的增大而减小.体系的稳定性实验表明,制备的TiO_2NRs/g-C_3N_4电极具有较好的稳定性.最后提出了通过碳气凝胶阴极利用光生电子原位产H_2O_2,强化了TiO_2NRs/g-C_3N_4复合电极作为光阳极对水中CN~-的去除效果的反应机理.  相似文献   

19.
The activated carbon-supported TiO2 nanoparticles (TiO2/AC) were prepared by a properly controlled sol-gel method. The effects of activated carbons (AC) support on inactivated properties of TiO2 nanoparticles were evaluated by photocatalytic inactivation experiments of Escherichia coli. The key factors affecting the inactivation efficiency were investigated, including electric power of lamp, temperature, and pH values. The results show that the TiO2/AC composites have high inactivation properties of E. coli in comparison with pure TiO2 powder. The kinetics of photocatalytic inactivation of E. coli was found to follow a pseudo-first order rate law for TiO2/AC composites, and kinetic behavior could be described in terms of a modified Langmuir-Hinshelwood model. The values of the adsorption equilibrium constants for the bacteria, Kc, and for the rate constants, kr, were certainly depended on TiO2 content. At 47 wt.% TiO2 coatings with the highest rate constant, the Kc and kr were 1.17 × 10−8L/cfu and 1.43 × 106 cfu/(L·min), respectively. The variety of parameters shows significant effects on inactivation rate. The outer layer of bacteria decomposed first resulting in inactivation of cell, and with further illumination, the cells nearly decomposed.  相似文献   

20.
孙红  全燮  张耀斌  赵雅芝 《环境科学》2008,29(6):1743-1748
采用溶胶-凝胶法和浸渍法制备了Pd/CeZr/TiO2Al2O3蜂窝状金属丝网催化剂,并将其应用于在富氧条件下以丙烯选择催化还原NOx的研究.利用扫描电镜(SEM)分析了钛酸四丁酯的含量以及涂敷次数对TiO2涂层的影响,系统地考察了Pd含量、氧气浓度和空速对蜂窝状金属丝网催化剂催化性能的影响.实验结果表明,采用钛酸四丁酯的含量为20.0%的溶胶,涂敷2次,可以在金属丝网载体上氧化铝涂层表面获得均匀、无皲裂的TiO2涂层;Pd含量在0.23%~1.06%的范围内, NOx的转化率随Pd含量的增加而减小, Pd含量为0.23%时, NOx表现最高的NOx转化率;反应气体中氧气浓度从1.5%增加到6.0%, NOx的转化率随氧气浓度的增加而增大,当氧气浓度高于6.0%, NOx的转化率则随氧气浓度的增加而迅速减小; NOx的转化率随着空速的增加而降低,在高温条件下空速对转化率的影响要大于在低温条件下.  相似文献   

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