原油对纳米SiO2/聚偏氟乙烯离子膜的污染及清洗技术研究

聚偏氟乙烯(PVDF)膜的疏水性限制了其在水处理领域的应用.采用纳米SiO2/PVDF离子膜电渗析对含原油高矿化度污水进行膜污染试验.结果表明,纳米SiO2/PVDF离子膜抗油珠污染的能力较强于PVDF膜.乳化油珠在电场的作用下向阴离子膜表面迁移,并在阴离子膜表面浓集、聚并,形成油膜,堵塞离子通道,少量原油以憎水膜的形式覆盖于活性基团上.扫描电镜和能谱分析表明,膜面有机污染物主要是石油类污染物,无机污染物主要是CaCO3等无机物污垢.原油污染的纳米Si02/PVDF离子膜的较佳清洗方法为碱-表面活性剂法.     

季铵盐改性聚偏氟乙烯膜抗污染性能及其对厌氧膜生物反应器微生物的潜在影响研究

将季铵盐(QAC)改性聚偏氟乙烯(PVDF)膜运用于厌氧膜生物反应器(AnMBR),评估了其抗污染性能,探讨了厌氧微生物在QAC/PVDF膜上短期暴露时的活性变化情况。结果表明,QAC/PVDF膜在AnMBR中清洗周期较长,说明QAC/PVDF膜可延缓AnMBR的膜污染形成;将厌氧微生物短期暴露于QAC/PVDF膜的环境中,QAC/PVDF膜对厌氧生物处理相关酶活性影响较小,不会引起厌氧微生物细胞破损或产甲烷性能下降。但随着直接接触的QAC浓度上升,厌氧微生物细胞破损比例上升,相关酶活性和产甲烷性能下降。     

纳米氧化锌改性聚偏氟乙烯超滤膜的性能

采用共混法制备了纳米ZnO改性聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜,考察纳米ZnO添加量对聚偏氟乙烯膜性能的影响。膜性能测定数据表明,适量纳米ZnO(1.5%~2.0%)的添加使膜孔径增大了53.91%,膜纯水通量提高了77.01%。同时,膜接触角随着纳米ZnO添加而降低,从89.3°逐渐减小到77.9°;衰减系数减小了48.84%,膜阻降低了76.62%,PVDF-ZnO超滤膜对牛血清白蛋白(BSA)的截留率稳定在90%以上。以大肠杆菌为代表的PVDF-ZnO膜抑菌性能测试结果表明,随着纳米ZnO添加量的增加,PVDF-ZnO膜抑菌率相应增加,尤其在纳米ZnO质量分数为3.0%时抑菌率高达62.9%,显著提高PVDF膜的抗菌效果。     

膜吸收法净化低浓度甲醛和氨气简

基于膜吸收技术自制双层平板式膜吸收器，搭建净化低浓度甲醛和氨气污染模拟系统，考察不同膜结构参数、进气流量、吸收剂流量等因素对其净化效果的影响。结果表明，聚偏氟乙烯PVDF对低浓度甲醛和氨气的净化效率高于聚四氟乙烯PTFE。对同一材质膜，随着膜孔隙率的增大，甲醛和氨气的净化率呈上升趋势。随着进气流量的增加，甲醛和氨气的净化效率降低；而吸收剂流量对其净化效率影响不大。对于所有实验条件，平均膜孔径为0.22 μm的PVDF 4^#在进气流量u_g=120 L/h时，甲醛和氨气的净化效率最高，分别达94.7%和96.3%。     

臭氧预处理制备PVDF接枝SSS离子交换膜

为了降低离子交换膜的制膜费用,同时为后期微生物燃料电池中的应用提供依据和参考,实验研究了用臭氧预处理过氧化苯甲酰(BPO)引发条件制备聚偏氟乙烯(PVDF)接枝对苯乙烯磺酸钠(SSS)聚合物(PVDF-g-SSS)。傅里叶红外分光光度计(FT-IR)确认了产物的化学组成,用溶剂挥发法制得离子交换膜(PS膜)。通过X射线衍射仪(XRD)和X射线光电子能谱仪(XPS)分析了膜的结晶形态及膜面元素组成,并考察SSS单体用量对膜的离子交换容量、电导率及亲水性等性质的影响。结果表明:接枝反应对PVDF晶型影响较小,PS膜表面有S元素生成;臭氧处理后PVDF易与SSS发生接枝聚合反应,且离子交换容量与SSS单体用量成较好的线性关系,当PVDF/SSS的配比为1∶5,PVDF-g-SSS占铸膜液含量的5%时,PS膜的最高离子交换容量可达2.5 mmol·g~(-1),电导率可达0.046 s·cm~(-1)。     

溶液对蛋白质污染膜的清洗效果分析

采用牛血清蛋白(BSA)代表有机物,自行开发了聚偏氟乙烯(PVDF)膜片,结合耗散型石英晶体微天平(QCM-D),考察不同NaCl浓度条件下BSA在PVDF膜面的微观解吸行为及吸附层结构特征;并使用原子力显微镜测定相应离子条件下与膜污染行为相关的微观作用力大小,综合膜性能恢复实验,解析NaCl溶液对有机物污染膜的清洗机理.结果表明:随着NaCl离子浓度的从1增加到300 mmol·L~(-1),PVDF与羧基官能团之间的相互作用力逐渐减小,BSA污染层松散度逐渐增大;同时引入大量的水合Na~+离子进入BSA污染层内部,破坏BSA污染层内部的静电吸引力和氢键,进而破坏吸附层结构,伴随着BSA污染膜的通量恢复率随着NaCl离子浓度的增加而大幅度提高。     

膜吸收法净化低浓度甲醛和氨气

基于膜吸收技术自制双层平板式膜吸收器，搭建净化低浓度甲醛和氨气污染模拟系统，考察不同膜结构参数、进气流量、吸收剂流量等因素对其净化效果的影响。结果表明，聚偏氟乙烯PVDF对低浓度甲醛和氨气的净化效率高于聚四氟乙烯PTFE。对同一材质膜，随着膜孔隙率的增大，甲醛和氨气的净化率呈上升趋势。随着进气流量的增加。甲醛和氨气的净化效率降低；而吸收剂流量对其净化效率影响不大。对于所有实验条件，平均膜孔径为0．22μm的PVDF4#在进气流量ug=120L／h时，甲醛和氨气的净化效率最高，分别达94．7％和96．3％。     

表面改性GOT/PVDF超滤膜的制备及对水中微污染物的去除

以氧化石墨烯-二氧化钛(GOT)纳米复合物作为亲水化改性剂,通过动态过滤法对聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜进行改性,得到GOT/PVDF改性膜。分别选用腐殖酸(HA)、磺胺嘧啶(SDZ)作为水中微污染物的代表物质,研究了改性膜在不同光照条件下对HA及SDZ的去除行为,同时考察了膜表面GOT的稳定性。结果表明:GOT/PVDF改性膜能提高对水中天然有机物的去除并控制膜污染;在光催化条件下,GOT/PVDF膜能够去除98.3%的SDZ,远高于黑暗条件下31.8%的去除率。     

中空纤维膜吸收甲苯气体

采用疏水性聚偏氟乙烯(PDVF)中空纤维膜为气液接触膜,n-甲酰吗啉(NFM)水溶液为吸收剂,研究了膜吸收技术分离甲苯/空气混合气的性能。考察了进气气体浓度、气体停留时间、吸收液体积分数和吸收液流量等诸因素对分离性能的影响。研究结果表明,膜吸收技术可以有效地分离甲苯/空气混合气,甲苯去除率可达90%;提高NFM吸收液的浓度和流量可同时增加甲苯的去除效率η和总传质系数K;气体停留时间的减小导致η降低,K反而增大;进气甲苯浓度的增加导致η下降,同时降低总传质系数K。     

氧化石墨烯/聚偏氟乙烯复合膜的制备及抗污染性能

采用改进的Hummers法制备出具有"二维结构"的氧化石墨烯(graphene oxide,GO),以聚偏氟乙烯(PVDF)为高分子聚合物,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为制孔剂,采用浸没沉淀相转化法制备得到GO/PVP/PVDF复合超滤膜。测定了复合超滤膜的纯水通量、接触角、污染物截留、膜片SEM和AFM图像、膜面Zeta电位以及复合膜与牛血清蛋白(BSA)之间的微观作用力等参数。结果表明,随着GO含量的增加,膜表面亲水性官能团的含量显著增加,复合膜的接触角从74.61°(M0)减小到66.39°(M2),纯水通量增加了33%;SEM和AFM的结果表明,复合膜的膜孔有所拓宽,表面粗糙度由23.79(M0)降低为20.2(M3),表面更加平滑。而GO的加入使得复合膜与BSA之间的微观作用力也从2.47 m N·m-1降至0.13 m N·m-1,说明GO/PVP/PVDF复合超滤膜较传统PVDF超滤膜具有较优越的抗污染性能。     

PVDF/PMMA与PVDF/TPU共混膜抗污染性能研究及应用

观察新型五孔PVDF共混改性纤维膜SEM形貌特征,采用逐级通量法测定PVDF/PMMA和PVDF/TPU共混改性膜的临界通量,研究在次临界和超临界通量下A(PVDF/PMMA)与B(PVDF/TPU)2种管式膜组件的过滤和抗污染性能,并在次临界通量下处理地表水。结果表明,PVDF共混改性膜具有优良的微观结构,且膜B性能较好;膜A、B的临界通量分别为12 L/(m2.h)和10 L/(m2.h);膜组件B比膜组件A抗污染性能好。次临界通量下膜组件的运行比超临界通量下的稳定。与采用单独超滤处理某市地表水相比,2种膜组件采用混凝+超滤工艺的运行处理效果更好,且膜组件B比膜组件A处理效果佳。     

超低压反渗透膜处理垃圾渗滤液运行工艺的实验研究

采用超低压反渗透膜处理垃圾渗滤液,考察不同工艺条件下膜通量、脱盐率、COD和NH3-N去除率的变化规律.实验结果表明,不同压力条件下对应某一输出频率存在最大膜通量.在输出频率变化方面,压力高的最大膜通量滞后于压力低的最大膜通量.运用变频调速技术,可实时解决操作压力与泵送流量的对应关系,确定最佳流量参数,提高反渗透系统运...     

好氧膜-生物反应器中微滤膜选择的实验研究

用扫描电镜表面观察和全自动压汞仪测定了2种亲水化改性PVDF微滤膜的平均孔径、孔隙率等基本性能参数。对2种膜的纯水通量,及其平板膜组件在好氧膜生物反应器内污染过程进行分析。结果显示,2种膜污染过程均呈现先缓慢后快速的"二阶段"趋势,第二阶段是膜污染的主导阶段。尽管平均孔径小、孔隙率高的膜本身阻力大、纯水通量低,但其污染速率较低,物理及化学清洗恢复率较高。膜孔径及孔隙率指标是影响其在MBR中运行的污染速率的主要因素,平均孔径小、孔隙率高的膜抗污染能力强。     

Electrochemical combustion of herbicide mecoprop in aqueous medium using a flow reactor with a boron-doped diamond anode

The anodic oxidation of 1.8l of solutions with mecoprop (2-(4-chloro-2-methylphenoxy)-propionic acid or MCPP) up to 0.64 g l(-1) in Na2SO4 as background electrolyte within the pH range 2.0-12.0 has been studied using a flow plant containing a one-compartment filter-press electrolytic reactor with a boron-doped diamond (BDD) anode and a stainless steel cathode, both of 20-cm2 area. Electrolyses carried out in batch under steady conditions and operating at constant current density between 50 and 150 mA cm(-2) always yield complete mineralization due to the great concentration of hydroxyl radical generated at the BDD anode. The degradation rate is practically independent of pH and Na2SO4 concentration, but it becomes faster with increasing MCPP concentration, current density, temperature and liquid flow rate. The effect of these parameters on current efficiency and energy cost has also been investigated. Generated weak oxidants such as H2O2 and peroxodisulfate ion have little influence on the mineralization process. The kinetics for the herbicide decay follows a pseudo first-order reaction with a higher rate constant when current density increases. Aromatic products such as 4-chloro-o-cresol, 2-methylhydroquinone and 2-methyl-p-benzoquinone, and generated carboxylic acids such as maleic, fumaric, lactic, pyruvic, tartronic, acetic and oxalic, have been identified as intermediates by chromatographic techniques. The initial chlorine is completely released in the form of chloride ion, which is slowly oxidized to Cl2 at the BDD anode. A reaction pathway for MCPP mineralization involving all products detected is proposed.     

N-doped SiO2/TiO2 mesoporous nanoparticles with enhanced photocatalytic activity under visible-light irradiation

Mesoporous nanocrystalline N-doped SiO2/TiO2 visible-light photocatalysts were prepared by treating SiO2/TiO2 xerogels in a flow of nitrogen gas bubbled through concentrated ammonia solution. Structural characterization and performance analysis results revealed that the addition of SiO2 remarkably altered the phase composition, specific surface area, microstructure, as well as the photocatalytic activity of N-doped TiO2. The presence of SiO2 in N-doped TiO2 particles suppressed the formation of rutile phase and the crystal growth of N-doped TiO2 particles during thermal calcinations. When weight ratio of SiO2/TiO2 was in 0.05-0.20, the N-doped SiO2/TiO2 exhibited higher photocatalytic activity than the N-doped TiO2, and optimum ratio was found to be 0.05. The enhanced photocatalytic activity could be attributed to the higher specific area, larger pore volume, and more surface hydroxyl groups in the catalyst.     

哌啶清洁生产工艺条件的研究

研究了有机电催化还原的方法生产哌啶的清洁生产工艺,探讨了电极种类、吡啶初始浓度、电流密度、电解质溶液浓度及添加剂的加入等条件对哌啶的收率和电流效率的影响。结果表明,采用RaneyNi板式电极,吡啶初始浓度为0．2～0．3mol／L,电流密度为20-80A／dm^2,常温下在0．5mol／L的NaOH水溶液中进行电还原反应,可获得90％以上的哌啶收率和80％以上电流效率。该清洁生产工艺具有产率高、纯度高,生产条件温和,节能高效等优点。     

TiO2光催化复合分离膜对水中天然有机物的去除

在水源污染越来越严重、水质标准日益严格的背景下，超滤（UF）已逐渐成为替代饮用水常规处理技术的最佳选择之一。本研究中采用相转化法，将聚偏氟乙烯（PVDF）、聚乙二醇（PEG）和二氧化钛（TiO2）共混制得光催化复合分离膜并对其进行扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）和X射线能谱仪（EDS）等相应的表征。比较了有无光照条件下，PVDF-PEG和PVDF—PEG—TiO2膜对腐殖酸（HA）的截留和超滤过程中的膜污染情况。研究结果表明，TiO2光催化复合分离膜能提高对水中天然有机物的去除并同时降低膜污染。紫外光照强度越强，PVDF-PEG—TiO2膜的抗污染性能越好。另外，光催化能更有效地减少超滤初始浓度较低的腐殖酸溶液过程中的膜通量衰减。     

TiO2光催化复合分离膜对水中天然有机物的去除

在水源污染越来越严重、水质标准日益严格的背景下,超滤(UF)已逐渐成为替代饮用水常规处理技术的最佳选择之一。本研究中采用相转化法,将聚偏氟乙烯(PVDF)、聚乙二醇(PEG)和二氧化钛(TiO₂)共混制得光催化复合分离膜并对其进行扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和X射线能谱仪(EDS)等相应的表征。比较了有无光照条件下,PVDF-PEG和PVDF-PEG-TiO₂膜对腐殖酸(HA)的截留和超滤过程中的膜污染情况。研究结果表明,TiO₂光催化复合分离膜能提高对水中天然有机物的去除并同时降低膜污染。紫外光照强度越强,PVDF-PEG-TiO₂膜的抗污染性能越好。另外,光催化能更有效地减少超滤初始浓度较低的腐殖酸溶液过程中的膜通量衰减。     

极水室填充树脂对电去离子过程浓缩低浓度NiSO4溶液的影响

以低浓度NiSO4溶液为处理对象,考察了极水室树脂填充对EDI膜堆电阻、极限电流以及电极水pH的影响情况,并对EDI分离性能进行了考察。结果表明,实验条件下,极水室填充树脂后膜堆的极限电压由6 V提高到10 V,对应的极限电流从0.213 A提高到0.421 A。对于含Ni2+离子50 mg/L的NiSO4溶液,EDI浓缩产品水Ni2+浓度达到14 224mg/L,浓缩倍数280倍;淡水出水中Ni2+浓度为3.45 mg/L,Ni2+脱除率为93%。实验范围内,EDI运行稳定,未产生Ni(OH)2结垢。