应用生物模拟采样法快速评估水中邻苯二甲酸酯的生物富集性

利用三油酸甘油酯-醋酸纤维素半透复合膜(TECAM)对12种邻苯二甲酸酯类化合物(PAEs)进行微耗式快速富集试验(24 h),估算生物模拟采样方法对PAEs化合物的富集动力学参数以及富集系数,比较了膜富集系数(MCF)与生物富集系数(实验测定、模型预测)之间的相关性,及其随化合物的辛醇-水分配系数(KOW)的变化趋势。结果表明:(1)随着疏水性的增强,化合物在TECAM膜中具有不同的富集趋势:弱疏水性化合物能快速平衡,中疏水性化合物先经历线性富集阶段随后到达曲线富集阶段,中强疏水性化合物一直处于线性阶段;(2)膜对PAEs的富集系数随KOW的增加先上升后下降,与BCF随KOW的变化趋势一致,同时两种富集系数对KOW均符合二次曲线模型,并且MCF的相关性更好;(3)对MCF整体高于BCF的结果做出了解释——生物代谢使得BCF偏低,而TECAM对PAEs的富集不涉及代谢过程。尽管MCF不能表征生物体对邻苯二甲酸酯等可生物降解目标化合物的代谢过程,但该方法不受物种个体差异影响,具有估算水生生物富集目标化合物的潜在能力,更利于化合物之间的评估比较,并可作为对比研究生物代谢对BCF的影响。     

PVDF微滤膜清洗研究

对污染前后及清洗后的微滤膜进行了扫描电镜的实验,观察膜清洗后的效果.实验结果表明,微滤膜经过一段时间的使用后,化学清洗对微滤膜通量的恢复不是很明显,与水力清洗的效果相当.在确定较佳的工艺参数的情况下对污染后的微滤膜进行了气水抖动清洗,可使膜通量恢复90%左右.     

复合膜过滤法采样检测空气中的微生物

以无机膜为支撑膜,以壳聚糖醋酸溶液为涂层溶液制成壳聚糖复合膜,用以采样和检测空气中的微生物.通过空气中细菌采样以及大肠杆菌噬茵体模拟采样实验来表征壳聚糖复合膜作为采样用膜的特性.通过和其他方法的对比实验表明,壳聚糖复合膜具有良好的截留微生物气溶胶的能力,复合过滤法是一种较准确的采样检测空气中微生物的方法.     

两性离子在聚偏氟乙烯(PVDF)膜表面接枝改性的研究

为增强膜的亲水性,提高抗污染能力,采用原子转移自由基反应(ATRP),将甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)接枝到聚偏氟乙烯(PVDF)膜表面;再以硝酸铈铵(CAN)为引发剂,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)为交联剂,通过自由基聚合反应将两性离子单体3-(甲基丙烯酰胺基)丙基-二甲基(3-硫代丙基)氢氧化铵内盐(MPDSAH)成功接枝到膜表面.采用全反射红外光谱仪(ATR-FTIR)、X射线光电子能谱仪(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)以及接触角测定仪分析了改性前后膜表面性质及结构形态变化.随接枝时间的增加,接枝密度(GD)逐渐升高,膜孔径变小,孔隙率降低,但同时膜表面亲水性明显增强.通过牛血清蛋白(BSA)吸附及过滤实验,检验PVDF膜改性前后的抗污染性能.随着GD的增加,在高浓度BSA溶液中膜表面吸附量明显减少.当GD为288.340μg·cm-2时,膜表面接触角(CA)降低最多,由原膜的77.2°降至41.7°,且在5 s内降为0,通量恢复率高达94.961%.因此,最佳接枝时间为2 h,此时接枝密度288.340μg·cm-2则是最佳接枝密度.     

Ag/TiO_2-PVA改性无纺布的抗污染性能

以廉价的无纺布为基膜,采用NaBH4还原法制备了Ag/TiO2-PVA复合膜,研究了Ag/TiO2-PVA复合膜作为MBR膜组件处理人工废水的抗污染性能,并对Ag/TiO2-PVA复合膜进行了XRD表征。Ag/TiO2-PVA复合膜的XRD谱图显示出TiO2及Ag的特征峰,说明复合膜表面存在TiO2纳米粒子和单质银。MBR处理人工废水的实验结果表明,Ag/TiO2-PVA复合膜的跨膜压力明显低于对照组,而膜通量则明显高于对照组;膜污染阻力分析表明,Ag/TiO2-PVA复合膜对滤饼层阻力表现出很好的抑制作用;说明Ag/TiO2-PVA复合膜能明显抑制膜污染,具有较好的抗污染性能。Ag/TiO2-PVA复合膜的光催化作用,对废水中有机污染的降解有一定的强化作用,其出水COD平均值低于对照组。Ag/TiO2-PVA致密层的存在提高了无纺布的截留效率,使其出水的浊度低于也对照组。     

膜生物反应器脱氮除碳环境的研究

利用膜生物反应器研究垃圾填埋场垃圾渗滤运行环境,在常温环境下,运行结果表明：膜能够截留大量并使世代时间长的硝化菌在最短的时间富集成为优势菌种,对垃圾渗滤液中氨氮具有高效的去除效率;氨氮负荷0.082~0.109gN/gMLSS.d,CODC r负荷0.136~0.192g CODC r/gMLSS.d,DO 2.0~3.5mg/L,脱除氨氮的效果较好,去除率在95%~98%,CODC r去除率60%~70%。     

单一纳米颗粒及其协同改性聚偏氟乙烯膜的性能

为了提升PVDF膜的分离性能和抗污染能力,制备了纳米Al_2O_3和SiO_2颗粒各自、协同改性PVDF膜,考察PVDF膜渗透性能的变化。结果表明,Al_2O_3显著降低PVDF膜通量衰减系数和膜抗污染能力,且添加量为0.4%时改性效果最佳。SiO_2显著提高PVDF膜的亲水性和水通量,抗污染能力明显增强,且添加量为0.6%～0.8%时改性效果最好。纳米Al_2O_3和SiO_2质量比为1∶2时,协同改性PVDF膜展现出更优良的性能。PVDF/Al_2O_3/SiO_2膜的水通量、截留率和衰减系数均随着纳米Al_2O_3和SiO_2的添加总量先增加后减少,在0.8%处达到峰值,改性效果较单一纳米材料更佳。     

单轴拉伸下PVDF/POSS纳米复合材料的损伤模拟

目的研究PVDF及其氟化POSS纳米复合材料在单轴拉伸载荷下的损伤行为。方法首先依据实验结果和细观力学均匀化方法,建立纯PVDF和三种不同POSS含量PVDF/POSS纳米复合材料的颗粒掺杂有限元模型,并通过在实体单元之间嵌入可破坏的内聚力单元来模拟损伤。结果模拟得到的应力-应变关系与实验结果相吻合,证明了模拟结果的可靠性。损伤破坏的初始时间表明在破坏的初期阶段,POSS对于损伤有抑制作用,并且其效果随着POSS含量的增加而增强。损伤速度和最终的损伤面积和则表明质量分数在5%以下的POSS掺杂对于PVDF的损伤有抑制作用,并且随着POSS质量分数的增加其效果不断增强。当质量分数达到8%时,POSS的掺杂反而加速了PVDF的损伤。结论 POSS掺杂影响PVDF的损伤破坏,掺杂量对PVDF损伤破坏有抑制/促进作用,这一结果有助于理解实验所得到的力学参数的变化规律。     

聚丙烯酸-聚偏氟乙烯共混膜对Cu^2＋吸附特性的研究

应用热诱导聚合和相转移技术,制备了具有离子交换性能的聚丙烯酸-聚偏氟乙烯（PAA—PVDF）共混膜,采用XPS和SEM表征了PAA—PVDF共混膜的结构和组成,分析了PAA—PVDF共混膜对水溶液中Cu^2＋的吸附性能,研究了共混膜对Cu^2＋的吸附热力学和吸附动力学．结果表明,动力学吸附过程符合准二级动力学方程,等温吸附过程符合Langmuir模型．吸附过程的平均吸附能为8—16kJ／mol,表明该吸附过程为离子交换反应．热力学参数△G^0〈0、△H^0〉0、△S^0〉0,证实了吸附过程为自发的吸热过程。PAA—PVDF共混膜经吸附／脱附4次循环后,对废水中Cu^2＋的吸附量大于0．025mg／cm^2,脱附率超过95％。PAA—PVDF共混膜具有优良的吸附／脱附性能,良好的稳定性和潜在的应用前号。     

硅橡胶/陶瓷复合膜的制备及其油气回收性能研究

将硅橡胶与陶瓷管组合制备成硅橡胶/陶瓷复合膜用于回收汽油等轻质油品所挥发的油气,实验过程为首先采用热解法对陶瓷管进行预处理,然后用浸涂法制备硅橡胶/陶瓷复合膜.实验得出如下结论:膜厚随着浸涂时间的增加而增加,膜越厚渗透通量越小;增加真空度,有利于提高有机物的渗透通量和分离系数;分离系数比较大的制膜条件为以四氢呋喃作溶剂,浸涂13 h.