基于炭黑陶瓷分离膜的制备及其对柴油降解性能的研究
发布时间：2021-01-09 16:30
我国是饮用水资源较为缺乏的国家,含油废水是水体的主要污染物之一,治理和改善水质是研究热点问题。膜分离技术具有的操作便捷、环保高效的特点使得其在水处理领域发挥着重要作用。然而,传统膜分离也存在膜污染、膜渗透性与膜选择性之间的矛盾关系等问题,这些问题严重制约着膜分离技术在处理含油废水领域的推广应用。本论文设计和制备了基于炭黑的陶瓷分离膜,利用其导电性实现了电化学与膜分离的耦合,通过电化学辅助作用改善了分离膜的选择性和抗污染性,并探究分离膜在电化学辅助作用下降解含油废水的机理。本文利用真空抽滤-高温烧结法在Al2O3陶瓷基底上负载炭黑制备了炭黑/陶瓷分离膜（Carbon black ceramic separation membrane,CTM）,通过扫描电子显微镜（SEM）、X射线光电子能谱（XPS）和红外光谱（FT-IR）等测试方法对制备的CTM的表面形貌、表面元素及价态分布和表面粗糙度等进行了表征。结果表明:制备的CTM表面粗糙,出现了不规则的颗粒状,表面粗糙度增加能够增大膜的表面积,有利于提高其电化学性能。对CTM的铝和碳元素的XPS峰分析...
【文章来源】：南华大学湖南省
【文章页数】：48 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
炭黑陶瓷复合分离膜的制备方法
图 2.1 炭黑陶瓷复合分离膜的制备方法Figure2.1 Preparation of carbon black ceramic composite separation membrane.3 炭黑/陶瓷分离膜（CTM）的表征及分析方法）扫描电子显微镜(SEM)分析炭黑/陶瓷分离膜的微观形貌通过场发射扫描电子显微镜观察。采用 Hitachi S-4700 II 进试，电压为 15KeV。
图 2.3 炭黑负载前后陶瓷基底扫描电镜图(a、b 陶瓷基底负载炭黑之前，c、d 陶瓷基底负载炭黑之后)gure 2.3 Scanning Electron Microscope of Ceramic Substrate before and after Carbon Black Loa图 2.2 可知将炭黑负载在陶瓷基底上后，分离膜呈现黑色，且宏观角度未发现象，说明炭黑己均匀覆盖于陶瓷基底上。膜面依旧光滑没有明显的砂眼和裂痕片显示陶瓷基底负载炭黑后其表面变得粗糙，基底原有的颗粒表面附着了很多nm 左右的细小颗粒，陶瓷膜的表面粗糙度的增大。由于制备 CTM 分离膜时选0nm 的炭黑粉末，说明利用真空抽滤-高温烧结法能够使炭黑负载在陶瓷基底表外，负载后的陶瓷基底表面仍然有非常多的模孔，炭黑颗粒并没有完全阻塞膜此方法负载一定量炭黑颗粒能够保持陶瓷孔道通畅，保持陶瓷基底的透水能力滤性能，调节炭黑的负载量可以实现对 CTM 膜孔径的微调控，其调控机理在加造成陶瓷基底表面部分模孔被堵塞或者表面结构的致密化。阻率测试
【参考文献】：
期刊论文
[1]氧化石墨烯/聚偏氟乙烯杂化超滤膜处理乳化含油废水的研究[J]. 薛娟琴,王森,韩小龙,王玉琪,李继定. 膜科学与技术. 2017(05)
[2]含油废水处理技术的研究进展[J]. 雷岗星. 环境研究与监测. 2017(01)
[3]PDMDAAC改性膨润土对石油类污染物脱附行为的研究[J]. 邵红,李云姣,丁佳,高鹤,李可心,陈利. 环境工程学报. 2015(12)
[4]活性炭吸附石化二级出水有机物去除特性研究[J]. 丁岩,吴昌永,周岳溪,付丽亚,李军,郭明昆. 环境科学学报. 2016(04)
[5]改性稻草秸秆对低浓度含油污水的吸附去除研究[J]. 陈庆国,刘梅,杨丹,闫妍,孙静亚,穆军. 环境科学与技术. 2015(06)
[6]含油清洗废水联合处理工艺研究[J]. 顾明朗. 化工管理. 2014(03)
[7]基于含油废水处理的电催化膜反应器优化设计及性能研究[J]. 张秀伟,王虹,杨阳,李建新,王同华. 膜科学与技术. 2012(05)
[8]含油废水处理技术浅谈[J]. 吴明建. 水工业市场. 2012(04)
[9]浅谈油库污水处理工艺[J]. 曲可为. 浙江化工. 2011(10)
[10]电催化氧化阳极制备及其降酚特性[J]. 邱凌峰,倪尔灵. 环境化学. 2010(06)
博士论文
[1]基于碳纳米管分离膜的制备及其电化学辅助膜分离性能的研究[D]. 范新飞.大连理工大学 2016
硕士论文
[1]鮟鱇鱼骨炭的优化制备及其对柴油吸附性能的研究[D]. 林艺鸿.浙江海洋大学 2018
[2]改性膨润土在处理含油废水中的应用[D]. 李西北.大连海事大学 2014
[3]油库污水COD去除技术研究[D]. 张芳.中国石油大学 2010
本文编号：2967010
【文章来源】：南华大学湖南省
【文章页数】：48 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
炭黑陶瓷复合分离膜的制备方法
图 2.1 炭黑陶瓷复合分离膜的制备方法Figure2.1 Preparation of carbon black ceramic composite separation membrane.3 炭黑/陶瓷分离膜（CTM）的表征及分析方法）扫描电子显微镜(SEM)分析炭黑/陶瓷分离膜的微观形貌通过场发射扫描电子显微镜观察。采用 Hitachi S-4700 II 进试，电压为 15KeV。
图 2.3 炭黑负载前后陶瓷基底扫描电镜图(a、b 陶瓷基底负载炭黑之前，c、d 陶瓷基底负载炭黑之后)gure 2.3 Scanning Electron Microscope of Ceramic Substrate before and after Carbon Black Loa图 2.2 可知将炭黑负载在陶瓷基底上后，分离膜呈现黑色，且宏观角度未发现象，说明炭黑己均匀覆盖于陶瓷基底上。膜面依旧光滑没有明显的砂眼和裂痕片显示陶瓷基底负载炭黑后其表面变得粗糙，基底原有的颗粒表面附着了很多nm 左右的细小颗粒，陶瓷膜的表面粗糙度的增大。由于制备 CTM 分离膜时选0nm 的炭黑粉末，说明利用真空抽滤-高温烧结法能够使炭黑负载在陶瓷基底表外，负载后的陶瓷基底表面仍然有非常多的模孔，炭黑颗粒并没有完全阻塞膜此方法负载一定量炭黑颗粒能够保持陶瓷孔道通畅，保持陶瓷基底的透水能力滤性能，调节炭黑的负载量可以实现对 CTM 膜孔径的微调控，其调控机理在加造成陶瓷基底表面部分模孔被堵塞或者表面结构的致密化。阻率测试
【参考文献】：
期刊论文
[1]氧化石墨烯/聚偏氟乙烯杂化超滤膜处理乳化含油废水的研究[J]. 薛娟琴,王森,韩小龙,王玉琪,李继定. 膜科学与技术. 2017(05)
[2]含油废水处理技术的研究进展[J]. 雷岗星. 环境研究与监测. 2017(01)
[3]PDMDAAC改性膨润土对石油类污染物脱附行为的研究[J]. 邵红,李云姣,丁佳,高鹤,李可心,陈利. 环境工程学报. 2015(12)
[4]活性炭吸附石化二级出水有机物去除特性研究[J]. 丁岩,吴昌永,周岳溪,付丽亚,李军,郭明昆. 环境科学学报. 2016(04)
[5]改性稻草秸秆对低浓度含油污水的吸附去除研究[J]. 陈庆国,刘梅,杨丹,闫妍,孙静亚,穆军. 环境科学与技术. 2015(06)
[6]含油清洗废水联合处理工艺研究[J]. 顾明朗. 化工管理. 2014(03)
[7]基于含油废水处理的电催化膜反应器优化设计及性能研究[J]. 张秀伟,王虹,杨阳,李建新,王同华. 膜科学与技术. 2012(05)
[8]含油废水处理技术浅谈[J]. 吴明建. 水工业市场. 2012(04)
[9]浅谈油库污水处理工艺[J]. 曲可为. 浙江化工. 2011(10)
[10]电催化氧化阳极制备及其降酚特性[J]. 邱凌峰,倪尔灵. 环境化学. 2010(06)
博士论文
[1]基于碳纳米管分离膜的制备及其电化学辅助膜分离性能的研究[D]. 范新飞.大连理工大学 2016
硕士论文
[1]鮟鱇鱼骨炭的优化制备及其对柴油吸附性能的研究[D]. 林艺鸿.浙江海洋大学 2018
[2]改性膨润土在处理含油废水中的应用[D]. 李西北.大连海事大学 2014
[3]油库污水COD去除技术研究[D]. 张芳.中国石油大学 2010
本文编号：2967010
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