光谱分析法鉴别丙烯酸丁酯废水中的阴离子交换膜污染物
本文选题:聚丙烯酸钠 切入点:双极膜电渗析 出处:《光谱学与光谱分析》2017年09期
【摘要】:以回收实际丙烯酸丁酯废水有机酸的双极膜电渗析膜堆中的阴离子交换膜为研究对象,对膜使用前后的性能进行了表征,并综合通过衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)、扫描电镜-能谱(SEMEDS)和X射线光电子能谱(XPS)等手段对膜表面组分变化进行了表征。膜性能分析结果表明,使用后的阴离子交换膜受到污染,膜电阻增大,迁移数减小。能谱分析结果表明,使用后阴离子交换膜表面污染物C和O元素含量(以原子百分比计)显著升高,分别从78.10%,8.34%升高到81.76%,12.05%,表明膜污染物为含碳含氧物质。XPS谱图C1s峰的分析表明,—COO~-Na~+化学态的百分含量从污染前的8.5%升高到污染后的13.7%,表明膜污染物中含有—COO~-Na~+。ATR-FTIR分析结果表明,阴离子交换膜使用后,在1 561cm~(-1)处的吸收增强,而此波长正是—COO~-M+(M为金属)的反对称伸缩振动峰,进一步验证了XPS分析结果。由于丙烯酸丁酯废水中含有聚丙烯酸钠,因此采用聚丙烯酸钠溶液污染阴离子交换膜,并对污染后离子交换膜进行膜性能、XPS和ATR-FTIR的分析。结果表明,聚丙烯酸钠导致阴离子交换膜膜电阻增大,迁移数减小,XPS谱图—COO~-Na~+化学态的百分含量增加,ATR-FTIR谱图1 561cm~(-1)处吸收增强。综合上述结果,聚丙烯酸钠是废水中造成阴离子交换膜污染的重要物质。光谱分析方法是离子交换膜污染层表征和污染物鉴别的有效手段。
[Abstract]:With the recovery of organic acid butyl ester of acrylic acid by bipolar membrane electrodialysis membrane reactor in the anion exchange membrane as the research object, the properties of the film before and after use were characterized, and integrated by attenuated total reflection Fourier transform infrared spectroscopy (ATR-FTIR), scanning electron microscope (SEMEDS) and X ray photoelectron spectroscopy (XPS) means of surface composition changes were investigated. The results show that the performance of membrane contamination, after using the anion exchange membrane, the membrane resistance increases, reducing the number of migration. The EDS results showed that after using the anion exchange membrane surface pollutants C and O content (atomic percentage) were significantly increased, respectively. From 78.10% to 8.34%, increased to 81.76%, 12.05%, indicating that the membrane pollutants analysis of carbon containing compounds containing oxygen.XPS spectra of C1s peaks indicate that -% COO~-Na~+ chemical states from 8.5% before the pollution increased to 13.7% after pollution, Show that the membrane pollutants contained COO~-Na~+.ATR-FTIR analysis results show that the anion exchange membrane after use, in 1 561cm~ (-1) the absorption enhancement, and the wavelength is COO~-M+ (M metal) antisymmetric stretching vibration peak, further verified the XPS results. Due to the presence of polyacrylic acid sodium acrylate wastewater. Therefore the use of sodium polyacrylate solution pollution anion exchange membrane and membrane properties of ion exchange membrane pollution, analysis of XPS and ATR-FTIR. The results showed that sodium polyacrylate to anion exchange membrane resistance increased, migration decreased, increased percentage of XPS spectrum of COO~-Na~+ chemical state, the spectra of ATR-FTIR 1 561cm~ (-1) absorption enhancement. The results indicated that the sodium polyacrylate is an important material of anion exchange membrane fouling in wastewater. The spectral analysis method of ion exchange membrane pollution and pollutant in reservoir characterization Other effective means.
【作者单位】: 中国环境科学研究院水污染控制技术研究中心;环境基准与风险评估国家重点实验室中国环境科学研究院;中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院;中国石油吉林石化分公司电石厂;
【基金】:国家自然科学基金项目(51308521) 国家“水体污染控制和治理”科技重大专项(2012ZX07201-005)资助
【分类号】:O657.3;X832
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,本文编号:1726253
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