聚偏氟乙烯中空纤维疏水膜及其初步应用

使用聚偏氟乙烯中空纤维疏水膜,比较了三种膜蒸馏过程用于质量分数为3．5％的氯化钠溶液的脱盐效果。实验结果表明：真空膜蒸馏的通量最大,达到21．8kg／（m^2·h）,其次为直接接触式膜蒸馏,气扫式膜蒸馏的通量最小;三种膜蒸馏过程的脱盐率均在99．99％以上;膜蒸馏通量随膜内径增加略有增加,与膜壁厚呈反比。真空膜蒸馏法可用于反渗透浓水的进一步处理,当反渗透浓水浓缩4倍时,原水电导率从5980μS／cm增加到22800μS／cm,膜蒸馏产水电导率保持在1．8～1．9μS／cm以内,脱盐率大于99．99％。     

含氟改性聚丙烯酰胺絮凝剂的合成及其絮凝性能

以全氟辛基乙基丙烯酸十二氟庚酯(PFMA)为疏水单体,与丙烯酰胺(AM)、二烯丙基二甲基氯化铵(DMDAAC)通过自由基胶束共聚法制得含氟改性聚丙烯酰胺(FPAD)絮凝剂。最佳聚合反应工艺条件:PFMA质量分数为0.3%,引发剂质量分数为0.3%,DMDAAC质量分数为15%,共聚反应温度为50℃。用FPAD处理初始透光率为20%、初始COD为282mg/L的废水,当FPAD加入量为15mg/L、絮凝体系pH为6时,废水透光率最高,可达98.7%;pH为6～9时,废水透光率和COD去除率均较高。     

连续微滤装置的清洗工艺

通过对国产连续微滤（CMF）装置运行以及清洗后的跨膜压差和膜通量的研究,对该装置的化学清洗工艺进行了优化。结果表明：在过滤运行20min、气一水双洗30s、大流量反冲洗25s、排污10s的运行条件下,CMF装置适宜的化学清洗周期为60d;最佳化学清洗方法是用高锰酸钾、盐酸和草酸溶液冲洗并与多段水洗工艺相结合。该工艺提高了化学清洗的效率,清洗后装置的跨膜压差最多可减少0．0150MPa。     

阳离子聚丙烯酰胺-TiO2复配絮凝剂的合成及性能

以甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)和丙烯酰胺(AM)为单体,K2S2O8-NaHSO3为引发剂,采用水溶液聚合法合成了阳离子聚丙烯酰胺P(DMC-AM),将表面处理后的纳米TiO2与P(DMC-AM)复配,得到P(DMC-AM)-TiO2复配絮凝剂.考察了原料配比、反应条件对P(DMC-AM)黏度的影响,结果表明:在m(DMC):m(AM)=0.18、引发剂加入量为0.5%(质量分数,下同)、聚合反应时间3 h、聚合溶液pH=4.0条件下,P(DMC-AM)絮凝剂的特性黏度最佳;纳米TiO2加入量为5%时,复配絮凝剂对酸性黑10B染料模拟废水的脱色性能最好.     

两性聚丙烯酰胺的制备及其絮凝性能

开发了一种对非离子聚丙烯酰胺进行改性制备两性聚丙烯酰胺(APAM)絮凝剂的新方法。以硅藻土悬浮液为絮凝对象,考察了改性反应中影响APAM絮凝效果的因素。结果表明,采用无水乙酸与三甲胺、环氧氯丙烷合成季胺盐型阳离子剂的方法优于采用盐酸的方法;在10mL质量分数为10%、相对分子质量为3×106的非离子型聚丙烯酰胺水溶液中加入8mL浓度为2.6mol/L的阳离子剂,同时控制V(NaOH)∶V(NaClO)为0.44,改性得到的APAM絮凝性能最佳,在pH3～9的较宽范围内对硅藻土悬浮液有较好的絮凝效果。在pH为3、APAM加入量为1.8mg/L时,硅藻土悬浮液的絮凝率可达100%。     

疏水改性阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂的制备及其絮凝性能

通过水溶液共聚合法,以丙烯酰胺(AM)、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)和2-乙烯基吡啶(2-VP)为共聚单体合成了疏水改性阳离子聚丙烯酰胺P(AM-DAC-2VP),并用红外光谱仪和核磁共振光谱仪对其结构进行了表征。实验结果表明:当w(2-VP)为1.0%、w(DAC)为30%、活性污泥pH为5、P(AM-DAC-2VP)加入量为25mg/L时,P(AM-DAC-2VP)对本实验的活性污泥絮凝能力最强,上清液透光率为92.1%;P(AM-DAC-2VP)比同条件下制备的阳离子聚丙烯酰胺P(AM-DAC)具有更好的絮凝效果。     

N掺杂TiO_2光催化剂的制备及其H_2O_2改性的研究

以钛酸四丁酯为前驱物,采用水解沉淀法制备了N掺杂TiO_2光催化剂和H_2O_2改性的N掺杂TiO_2光催化剂.实验表明,H_2O_2改性的N掺杂TiO_2光催化剂的最佳制备条件为:氨水(质量分数28%)加入量20 mL,焙烧温度500 ℃,H_2O_2(质量分数30%)加入量2.0 mL.日光下,N掺杂TiO_2光催化剂及H_2O_2改性的N掺杂TiO_2光催化剂在反应90 min时的活性红紫去除率达99%,它们对活性红紫的去除率远高于P_(25)TiO_2光催化剂.H_2O_2改性的N掺杂TiO_2光催化剂中N质量分数比改性前明显提高,制备的两种催化剂中不仅含有N元素,同时还含有C和H元素.     

水热处理温度对TiO2/Al2O3膜催化剂光催化性能的影响

采用阳极氧化—水热处理法制备了TiO₂/Al₂O₃膜催化剂,研究了水热处理温度对该催化剂膜层TiO₂晶相转变和形貌特征的影响,并以甲基橙溶液为模拟染料废水,考察了TiO₂/Al₂O₃膜催化剂的光催化性能。表征结果显示：该催化剂的膜层具有规整的孔径分布;经水热处理后,该催化剂的比表面积明显增大,当处理温度高于300℃时,膜层出现结焦封孔现象。实验结果表明：采用TiO₂/Al₂O₃膜光催化降解甲基橙,在反应时间为120 min、反应温度为35℃、TiO₂/Al₂O₃用量为8.8 g/L、甲基橙溶液质量浓度为200 mg/L的条件下,甲基橙降解率为85.3%;TiO₂/Al₂O₃重复使用7次后,甲基橙降解率为74.2%,表现出良好的光催化性能。     

改性SiO2气凝胶对废水中Fe3+的吸附性能

制备了改性SiO₂气凝胶,考察了经不同类型、不同配比的改性剂改性的SiO₂气凝胶对模拟含Fe³⁺废水的吸附处理效果。实验结果表明：改性SiO₂气凝胶的最佳制备条件为三甲基氯硅烷（TMCS）作改性剂,V（TMCS）#x02236;V（正己烷）=1#x02236;5;当改性SiO₂气凝胶加入量为75g/L、吸附时间为4h、Fe³⁺质量浓度为10mg/L时,模拟含Fe³⁺废水的Fe³⁺去除率为98.32%,剩余Fe³⁺质量浓度为0.168mg/L;采用改性SiO₂气凝胶动态吸附处理流量为420mL/h、Fe³⁺质量浓度为100mg/L的模拟含Fe³⁺废水,吸附后废水中剩余Fe³⁺质量浓度仅为0.196mg/L。     

活化后钾改性正硅酸锂吸附CO2的性能评价及动力学研究

制备了钾改性正硅酸锂(K-Li4SiO4),并对其进行了自活化,考察了活化后K-Li4SiO4吸附剂在不同温度和CO2浓度气氛中吸附CO2的性能及动力学行为。总体而言,吸附剂的CO2吸附能力随着温度的升高、CO2浓度的增加而提升。在700℃、100%体积分数CO2气氛中吸附剂的吸附量最大,可达7.9 mmol/g,吸附剂的利用率为95.2%。利用双指数模型能够很好地描述吸附剂在各个温度以及各个CO2浓度气氛下的CO2吸附过程。吸附活化能随着CO2气氛浓度的升高而降低,CO2体积分数为20%,50%,100%时的吸附活化能分别为26448,14035,6178 J/mol。     

TiO2-PTFE光催化膜的制备及性能

以聚四氟乙烯（PTFE）乳液和纳米TiO2粉末为原料,采用无水乙醇为溶剂,经辊压后与不锈钢网结合,制备了多孔固定化TiO2-PTFE光催化膜。膜性能研究结果表明,m（TiO2）：m（PTFE）=4时,光催化反应处理质量浓度为20mg／L的苯甲酸溶液,2h内TOC去除率高达81．3％。通过扫描电子显微镜观察,TiO2-PTFE光催化膜表面平整,且孔隙分布均匀。TiO2最佳负载量为15mg／cm2。在优化反应条件下同悬浮态TiO2光催化反应体系相比,TiO2-PTFE光催化膜对光源有更高的利用率,表现出更佳的催化活性。     

介孔TiO2纤维的制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶和水蒸气活化热处理技术制备了介孔TiO2纤维,考察了各种因素对介孔TiO2纤维光催化活性的影响,并对介孔TiO2纤维结构进行了表征。介孔TiO2纤维的最佳制备条件：n（TBOT）∶n（C6H10O3）∶n（H2O）∶n（C3H8O）=1∶0.4∶2.0∶16,搅拌时间80min,Si与Ti的摩尔比为0.15,采用分段程序升温工艺,活化温度为700℃。所得介孔TiO2纤维比表面积为127.7m2/g,最可几孔径为7.3nm,具有极高的热稳定性及抗晶型转变能力,反应时间75min时活性艳红X-3B降解率为99.3%。     

Preparation of Porous Nanofibers from Electrospun Polyacrylonitrile/Polyvinylidene Fluoride Composite Nanofibers by Inexpensive Salt Using for Dye Adsorption

The high surface area of porous nanofibers enhances their performance for many applications. The present study investigated electrospinning and dye adsorption properties of polymeric nanofibers which were porous by various types of salts. The salt/polyacrylonitrile/polyvinylidene fluoride composite nanofibers were electrospun, and the inexpensive salts such as sodium chloride (NaCl), sodium bicarbonate (NaHCO₃), or calcium chloride (CaCl₂) was used to manufacture the porous fibers. Subsequently, the salt was removed by a selective dissolution, and salt extraction of nanofibers was performed with the solution of hydrochloric acid (10 wt%). Salt/PVDF/PAN and porous PVDF/PAN composite nanofibers have been applied to dye adsorption of solution. The characteristics of nanofibers were studied by Fourier transform infrared microscopy (FTIR) and scanning electron microscopy (SEM) analysis. FTIR showed that the salt was extracted from PVDF/PAN nanofibers successfully, and SEM indicated that many pores were aligned with the nanofibers. The adsorption capacity of salt nanofibers webs and porous nanofibers webs for Basic Blue 41 were compared with each other, and porous fibers were obtained from NaHCO₃ having the highest dye adsorption value. Adsorption of dyes follows the Langmuir isotherm and pseudo-second order kinetics.     

膜性能增效剂在膜生物反应器中的应用

将膜性能增效剂(MPE)作为絮凝剂加入到膜生物反应器(MBR)中,对比了MPE加入前后MBR中空纤维膜组件的污染程度.实验发现,MPE加入前后,MBR的COD去除率均高于90%.未加MPE时MBR的膜驱动压力(TMP)超过0.015 MPa后,TMP快速增长,表明MBR的中空纤维膜组件很快被污染.加入MPE后,TMP增长速率较慢,表明MPE对膜污染起到延缓的作用.MPE与膜上的主要污染物溶解性微生物产物和胞外聚合物作用后,絮体变大,使分散悬浮在水中的胞外聚合物不会沉积在中空纤维膜组件表面,明显改善了MBR中空纤维膜组件的污染程度.     

二氧化钛-累托石净水材料的制备及其净水性能评价

以天然累托石为载体，采用硫酸氧钛水解-沉淀反应法，并添加适量尿素作促进剂，制备了高活性的净水材料——TiO2-累托石活性粉体。由于Ti^4 和TiO2^ 离子进入累托石的层间，使其层间孔隙增大，其吸附活性明显增强，而且其表面负载的TiO2在紫外光作用下可降解水中的有机污染物。     

二氧化钛-活性炭光催化复合膜的制备及对若丹明染料降解的研究

采用以粉状活性炭为主要载体、少量聚四氟乙烯为粘结剂、金属网为城撑基体的TiO2导电光催化复合膜，在不同条件下对若丹明B染料进行了光催化氧化研究。研究结果表明，该膜具有较强而稳定的光催化活性；在此光催化体系中光催化与吸附之间存在一定的协同作用，使光催化效率得以提高。     

Cu~(2+)改性活性炭的制备及其去除废水中CN~-的研究

以活性炭为载体负载溶液中的 Cu~(2+),Cu~(2+)改性活性炭对溶液中 CN~-的去除效果较好。Cu~(2+)改性活性炭的最佳制备条件:活性炭加入量为1 g,质量浓度为5 g/L 的 CuSO_4溶液加入量为50 mL,溶液 pH 为4,负载时间为5.0 h。在此最佳条件下活性炭的最大 Cu~(2+)负载量为25.90 mg(以每克活性炭计)。Cu~(2+)改性后活性炭的 CN~-去除率明显提高,由22.10%提高至94.07%。Cu~(2+)改性活性炭吸附CN~-的最佳实验条件:溶液 pH 为12～13,吸附时间为9 h。Cu~(2+)改性活性炭对 CN~-的饱和吸附量为22 mg/g。Mg~(2+),K~+,Ca~(2+),Cl~-,SO_4~(2-),CO_3~(2-),AsO_3~-对 Cu~(2+)改性活性炭的 CN~-去除率基本没有影响。Cu~(2+)改性活性炭的动态吸附实验表明,开始一段时间流出液中 CN~-含量几乎为零,远低于国家排放标准(0.5 mg/L)。