有机磷酸化TiO2改性阳离子交换膜的制备与性能

通过添加有机磷酸化纳米二氧化钛(organophosphorylated titania nanoparticles,OPTi)的方法提高聚氯乙烯(PVC)阳离子交换膜的性能,先采用氨基三亚甲基膦酸通过磷氧化学键合将纳米二氧化钛有机磷酸化,再将制备好的OPTi与PVC粉末共混制备阳离子交换膜。通过X射线光电子能谱和傅里叶变换红外光谱分析OPTi的元素组成和表面特征官能团,通过扫描电镜研究了异相膜的表面和断面形貌。此外,还考察了不同OPTi的添加量对膜的含水率、离子交换量、机械性能和膜面电阻等性质的影响。结果表明,OPTi的加入使膜的固定电荷浓度、离子选择性和机械性能提高,膜面电阻大大降低并且在电渗析实验中,改性异相膜与原膜比较达到能耗降低26.68%、电流效率提高29.27%的显著效果。     

微波辅助改性壳聚糖的制备及其絮凝性能

以壳聚糖、阳离子醚化剂二甲基二烯丙基氯化铵为原材料,采用微波辐射的方法,制备了壳聚糖接枝共聚物(壳聚糖-二甲基二烯丙基氯化铵),并通过红外光谱分析对改性壳聚糖进行了表征。以接枝率为标准,确定改性壳聚糖的最佳反应条件,并以高岭土悬浊液和实际生活污水作为处理对象,测定了改性壳聚糖的絮凝性能。结果表明,壳聚糖接枝共聚物的最佳制备条件是微波反应温度55℃,反应时间20 min,壳聚糖0.5 g,微波功率270 W,阳离子醚化剂的浓度20%,在此条件下,合成的改性壳聚糖的接枝率为80%。红外光谱分析结果显示,已成功地合成了壳聚糖-二甲基二烯丙基氯化铵接枝共聚物。在絮凝实验中,壳聚糖接枝共聚物的去浊率最高达到91%,COD去除率最高达到77%。其结果表明,壳聚糖接枝共聚物的絮凝性能明显高于原料壳聚糖。     

改性壳聚糖复合凹凸棒土絮凝油漆废水

将壳聚糖、阳离子淀粉和二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)进行三元接枝共聚,制备了三元接枝改性壳聚糖(CTS-DMDAAC-CS),通过红外光谱和扫描电镜对其结构进行了表征。并且将三元接枝改性壳聚糖与凹凸棒土进行优化复配,对油漆废水进行了絮凝实验,得出了当pH=12,沉降时间为20 min,复合絮凝剂投加量为0.2 g,三元接枝共聚物∶凹凸棒土=1∶10时,该复合絮凝剂对油漆去除率最佳能够达到89.3%,并且絮凝效果好,是一种新型绿色环保的有机-无机复合絮凝剂。     

聚丙烯超滤膜的低温等离子体改性方法比较

为了研究低温等离子体对中空纤维膜的改性效果,对聚丙烯(PP)中空纤维膜进行了4种等离子体改性处理,以接枝率、力学性能、膜面官能团变化以及膜面形态为评价指标,比较了不同改性方法的改性效果。FT-IR特征分析发现,以同时照射法改性后的膜面官能团变化最大,且接枝率高,力学性能好。元素能谱分析表明,处理后的膜表面的N、O含量均有不同程度的变化,且与接枝率成正相关。SEM照片及力学性能反映出:改性后膜面存在损失,柔韧性变差。综合各指标的比较发现,同时照射法是一种最佳的改性方法。因此,特别考察了同时照射改性膜的清水通量的变化,结果表明,该方法能够大幅度提高膜的清水通量。     

废水处理用聚乙烯生物填料表面改性与表征研究

采用化学氧化-铁离子覆盖和化学氧化-表面接枝2种方法对聚乙烯生物填料进行表面改性,并使用接触角、扫描电镜及X射线光电子能谱等手段对改性前后的填料表面进行表征,同时还考察其在废水处理中的挂膜速度和处理效果。结果表明,2种改性方法都能使填料表面形成腐蚀坑而增加了表面粗糙度,并引入基团使填料表面呈正电性,使得填料的亲水性与生物亲和性增强,有利于微生物的粘附。2种改性方法可将挂膜时间分别缩短37.5%和60%,挂膜量分别提高54.8%和76.1%,COD的去除率也分别提高10.63%和8.64%。     

聚苯乙烯接枝胶粉对改性沥青性能的影响

采用苯乙烯对废轮胎胶粉进行表面接枝聚合改性,并将接枝改性胶粉用于制备湿法胶粉改性沥青。接枝改性后,废轮胎胶粉的X射线光电子能谱和13C固体核磁检测结果表明,苯乙烯链段成功接枝到废轮胎胶粉表面,同时系统研究了苯乙烯接枝率对胶粉改性沥青25℃针入度、软化点和5℃延度的影响规律。实验结果表明,当苯乙烯接枝率小于36%时,随着苯乙烯接枝率的提高,胶粉改性沥青的25℃针入度和5℃延度增大,软化点下降,说明胶粉表面苯乙烯链段的接枝,能够显著提高胶粉-沥青的界面相容性;当苯乙烯接枝率为36%时,胶粉改性沥青的5℃延度达到11.0 cm,相比于普通胶粉改性沥青(7.0 cm)提高了57%;但当苯乙烯接枝率大于36%时,随着苯乙烯接枝率的提高,胶粉改性沥青的25℃针入度和5℃延度下降,软化点升高,表明胶粉-沥青界面层中过量的聚苯乙烯链段,使胶粉改性沥青的低温延展性有所降低。通过分析可知,在胶粉表面接枝适当比例的聚苯乙烯能够显著改善胶粉改性沥青的低温延展性能。     

改性壳聚糖-凹凸棒石复合絮凝剂絮凝采收小球藻

用3-氯-2-羟丙基氯化铵(CTA)季铵化改性壳聚糖(CTS),制备了季铵化改性壳聚糖(CTS-CTA);将壳聚糖(CTS)、阳离子淀粉(CS)、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)进行三元接枝共聚,制备了三元接枝改性壳聚糖(CTS-DMDAAC-CS)。并且比较了壳聚糖(CTS)、季铵化改性壳聚糖(CTS-CTA)、三元接枝改性壳聚糖(CTS-DMDAAC-CS)对小球藻的絮凝效果,选择三元接枝改性壳聚糖与凹凸棒石进行复配,确定了最佳絮凝条件为:p H=8,絮凝剂与凹凸棒石的比例为1∶14,沉降时间为20 min,絮凝剂投加量为0.4 g。在该条件下进行了重复实验,得出小球藻的絮凝率为98.8%,并且絮体紧密、沉降速度快,不需要再次分离,具有很好的应用前景。     

聚砜超滤膜制备、改性及抗油污染性能评价

采用聚砜、聚乙烯吡咯烷酮和甲基吡咯烷酮为原料,通过相转化法制得聚砜超滤膜,并用二氧化钛、盐酸多巴胺、硅烷偶联剂KH550和三(羟甲基)氨基甲烷盐酸盐进行表面改性。实验考察了不同质量分数的聚砜对膜水通量的影响及改性前后膜水通量、透过系数及接触角的变化,同时配制500mg·L~(-1)的含油污水进行抗油污染测试。实验发现:聚砜超滤膜的水通量与压力成正比,且随着聚砜浓度的增加,聚砜超滤膜的纯水透过系数逐渐降低。最终选取质量分数为15%的聚砜超滤膜进行改性,改性后的膜纯水通量较改性前下降了40.66%,接触角从66.5°下降至35.3°,亲水性提高了46.91%,且抗污染性明显提高,在含油污水测试中,水通量增大了2.2倍,表现出较普通聚砜超滤膜更高的水通量和稳定性。     

聚砜中空纤维超滤膜动态法表面光接枝改性

以二苯甲酮 (BP)为光引发剂 ,丙烯酰胺 (AAM)为接枝单体 ,以先用紫外光照射引发剂 ,然后将引发剂和单体分步输送到膜上的方法对聚砜单内皮层中空纤维超滤膜的内表面进行接枝改性。实验表明 ,改性后膜的表面亲水性有所上升 ,膜孔径也有一定程度的减小。证明该方法具有可行性 ,并有进一步发展的潜力。     

接枝共聚木质素絮凝处理电镀废水中的重金属离子

对含有低浓度重金属离子的电镀废水进行处理研究,采用木质素磺酸盐与丙烯酰胺接枝共聚合成了一种木质素接枝共聚物,应用正交实验确定最佳操作条件,并通过红外光谱对其结构进行了表征.用这种改性木质素磺酸盐处理电镀废水,当其用量为90 mg/L,pH值控制在4～7,絮凝时间为2 h,在室温的条件下,可使电镀废水中的Cu2 、Zn2 、Pb2 和Ni2 去除率分别达到93%、90%、96%和90%以上.     

聚砜中空纤维超滤膜动态法表面光接枝改性

以二苯甲酮(BP)为光引发剂，丙烯酰胺(AAM)为接枝单体，以先用紫外光照射引发剂，然后将引发剂和单体分步输送到膜上的方法对聚砜单内皮层中空纤维超滤膜的内表面进行接枝改性。实验表明，改性后膜的表面亲水性有所上升，膜孔径也有一定程度的减小。证明该方法具有可行性，并有进一步发展的潜力。     

壳聚糖的物理/化学改性及其对含酚废水的处理

将壳聚糖物理改性为球形颗粒,然后在微波辐射下,球形壳聚糖与柠檬醛接枝反应,再与NaBH4还原反应,制备一种新型环保材料--物化改性壳聚糖.采用红外光谱仪(IR)、X衍射仪(XRD)、电子显微镜(SEM)和比表面测定及孔径分析仪(BET)结构表征改性壳聚糖.通过含酚制药废水的动态小柱吸附实验,研究了时间、柱高和出水流速等...     

颗粒物对无电压作用下离子交换膜分离去除铜离子的影响

在无外加电压条件下研究了颗粒物对阳离子交换膜分离去除铜离子效果的影响。选用硅酸、二氧化硅、氧化铝和水杨酸等4种物质作为颗粒物分别进行实验,其添加量均为50 mg/L。Cu2+及其补偿离子K+的浓度分别为0.0787mmol/L(5 mg/L)和0.787 mmol/L,水温为25±1℃,搅拌强度为600 r/min,水力停留时间为12 h。在所述实验条件下运行96 h后,水中无颗粒物干扰时,铜离子去除率为84%;水中存在带负电荷颗粒物(硅酸)和不带电荷颗粒物(二氧化硅和氧化铝)时,铜离子去除率略为下降至81%;而当水中存在带正电荷颗粒物(水杨酸)时,铜离子的去除率进一步下降为79%。研究结果表明带正电荷颗粒物对铜离子的交换去除影响较带负电荷或不带电荷颗粒物大,因为带正电荷颗粒物更易迁移至阳离子交换膜表面甚至进入膜内,并与膜表或膜内离子交换基团结合,从而导致铜离子交换去除明显下降。     

氧化石墨烯改性PVDF/PET复合膜的制备及其抗污染性能

采用PET编织管作为复合膜的结构层,将PVP和氧化石墨烯(GO)分别作为制孔剂和改性剂与PVDF基材混合,通过涂覆-浸没凝胶相转化法制备得到具有亲水性的高强度PVDF/PET编织管复合膜。观察复合膜的断面结构和表面形貌,测定其纯水通量、表面基团以及接触角等性能参数,并将不同浓度GO改性复合膜应用于序批式膜生物反应器(SMBR)中。利用原子力显微镜(AFM)及自制的污染物胶体探针测定了溶解性微生物产物(SMP)与膜面之间的微观作用力,考察改性复合膜的抗污染特性。在40 d的反应器运行实验中,GO改性复合膜的清洗周期较改性前延长了20%~40%,该结果说明改性复合膜能够有效抑制膜面对污染物的吸附,且GO质量分数为0.5%时清洗周期最长。AFM测试结果显示,复合膜中GO质量分数为0.5%时,SMP与膜面之间的黏附力最小,抗污染能力最强。     

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)。     

纳米二氧化锆改性膜生物反应器处理生活污水的试验研究

对聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜进行共混改性,制备出纳米二氧化锆(ZrO_2)改性的中空纤维膜。通过对改性膜和未改性膜的纯水通量、机械性能、微观结构、接触角、含水率、孔隙率等参数进行表征,并使改性膜和未改性膜组件应用于膜生物反应器处理生活污水,对比了两者的出水水质,并对其膜过滤过程中的阻力进行分析。结果表明:两个膜组件应用于膜生物反应器污水处理效果良好,对COD和BOD5的去除达到90%以上,对氨氮的去除达到80%以上,对TN和TP的去除达到70%以上。与未改性膜相比,改性膜的膜通量更大,阻力更小,表明纳米ZrO_2可明显改善PVDF中空纤维膜的亲水性,提高其抗污染能力。     

阳离子化壳聚糖改性黏土絮凝去除藻华

壳聚糖改性黏土可以用于治理藻华,但未经改性的壳聚糖具有电荷密度小、溶解度小、pH适用范围较窄以及分子质量较小等缺点,影响了壳聚糖改性黏土除藻的性能。为了优化壳聚糖的絮凝除藻性能,以二甲基二烯丙基氯化铵为阳离子醚化剂,在微波条件下对壳聚糖进行改性合成阳离子型壳聚糖,并研究了阳离子壳聚糖溶解度随pH的变化,以及用它改性后的黏土颗粒的表面电位的变化,并对阳离子壳聚糖改性黏土和壳聚糖改性黏土的絮凝除藻性能进行比较。结果表明,阳离子壳聚糖在酸性和碱性条件下都具有很好的溶解性,经其改性后的黏土颗粒的等电点(pH 10.8)显著高于壳聚糖改性黏土的等电点(pH 9.5)。在絮凝实验中,阳离子壳聚糖改性黏土的最大除藻率达到99%,藻絮体粒径为978μm,即使在pH为10时,仍有87%的去除率。结果表明,阳离子壳聚糖改性黏土的除藻性能明显优于未改性的壳聚糖改性黏土。     

CTAB调控绿色合成纳米氧化铁及去除亚硝酸盐

采用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)改性绿色合成纳米氧化铁(IONP),提高其稳定性和分散性,并应用于去除水中亚硝酸盐。实验结果表明,亚硝酸盐初始浓度为20 mg·L~(-1),反应温度30℃时,0.4 mmol·L~(-1)CTAB改性的绿色合成纳米氧化铁(CTAB-IONP)去除亚硝酸盐的效率最高,为97.32%,比IONP增加了23%。通过扫描电镜(SEM)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)表征可知,经CTAB改性提高了IONP的稳定性和分散性,同时使其带正电,从而提高了反应活性。IONP对亚硝酸盐的去除反应遵循伪一级动力学,而CTAB-IONP则更符合伪二级动力学。     

羟基铝及复合改性蒙脱石对As(V)的去除性能

采用无机羟基铝及阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵对天然蒙脱石进行无机及复合改性。在吸附过程中研究了反应时间、投加量和pH等变量对吸附性能的影响,同时进行吸附动力学及吸附等温线研究,吸附规律符合Langmuir等温方程式。采用X射线衍射、X射线荧光、傅里叶红外光谱等表征手段对未改性及改性蒙脱石进行性能表征。研究结果表明,羟基铝及复合改性蒙脱石对As(V)具有良好的吸附性能,在pH为4～10,初始砷浓度为2 mg/L,改性蒙脱石对As(V)的去除率接近99%。吸附机理主要为羟基铝表面络合吸附和静电吸附。     

改性HDPE填料的制备及对MBBR脱氮除磷效果的强化

为解决传统填料亲水性差、挂膜速度慢等问题,对高密度聚乙烯(HDPE)填料进行亲水改性并改善填料的挂膜性能及在移动床生物膜反应器(MBBR)中的应用效果,用浸涂的方式将纳米SiO2、聚乙烯醇(PVA)、聚多巴胺(PDA)等材料涂覆在HDPE填料表面,对改性后填料进行接触角、 SEM、 FT-IR和XPS表征以及MBBR挂膜启动实验,研究化学需氧量(COD)、氨氮(NH3-N)、总氮(TN)、总磷(TP)的去除效果以及对填料挂膜时间、生物膜量、蛋白质和多糖含量的影响。结果表明：改性后,填料接触角由94.82°降至60.1°,填料亲水性明显增强;填料表面出现褶皱,粗糙度增加;上述材料成功负载在填料表面并引入了亲水基团且未改变填料基本结构;填料挂膜时间由25 d提前至16 d,挂膜时间提前了9 d, COD、 NH₃-N、 TN、 TP去除率分别达到94.9%、95.4%、83.5%、71.6%,与改性前比分别提高了9.3%、6.7%、13.7%、11.5%;填料的生物膜量是改性前的1.57倍,从27.35 mg·g^-1提高到42.87 mg·g