氧化铁/石墨烯复合纳滤膜的制备及其在水处理中的应用研究
发布时间：2021-03-06 20:38
在众多的水处理方法中,纳滤膜分离技术因其具备高效率、低成本、低能耗和工艺流程简便等优势,受到了广泛的关注。和传统的聚合物纳滤膜材料相比,无机纳滤膜材料具备较好的耐腐蚀性和耐高温性,化学性能稳定,不易变形,易于清洗且寿命较长,因此,对无机纳滤膜材料的研究也越来越受到重视。其中,石墨烯材料因具有独特的二维层状结构、表面丰富的含氧官能团、较好的柔韧性、化学稳定性良好和较强的亲水性等优势,现在已成为了制备纳滤膜的首选材料。石墨烯纳滤膜紧密的堆积结构虽然可保证对污染物分子具有较高的截留率,但同时也存在通量较低以及在长时间的污染物分离实验过程中纳滤膜污染的问题,这些问题都限制了其在污水处理领域的应用。为解决上述问题,本课题主要是通过在石墨烯片层间均匀地负载上具备光催化特性的氧化铁（α-Fe2O3）材料来提升纳滤膜的分离性能和抗污性能。具体的研究内容如下:（1）针对石墨烯纳滤膜通量较低和膜污染的问题,通过真空抽滤法将α-Fe2O3均匀地负载在氧化石墨烯（GO）片层间从而制备出了α-Fe2O3/GO复合纳滤膜。α-Fe2O3的加入可适当地调控纳滤膜的片层间距,从而提升分离性能;分离实验结果表明,在0....
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【图文】：
图１－１?ＧＯ／ＡＣ复合纳滤膜的（ａ）示意图，（ｂ）?ＳＥＭ图，（ｃ）性能图［６４］；?ＧＯ／ＳＷＣＮＴｓ复合纳??滤膜的（ｄ）制备过程示意图，（ｅ）性能图［６｜］??Ｆｉｇ．?１－１?（ａ）?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ，?（ｂ）?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅ?ａｎｄ?（ｃ）?ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ?ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ?ｏｆ?ＧＯ／ＡＣ?ｃｏｍｐｏｓｉｔ?
?北京化工大学硕士学位论文???分子尺寸相对较大的污染物具有较大的传输阻力，因此作用效果较好，截留率较高，??而对分子尺寸相对较小的污染物作用效果较差，截留率偏低。二是静电相互作用［５６，６７］；??假如纳滤膜表面呈负电性，那么便会对表面也呈负电性的污染物分子具有排斥作用，??从而增大传输阻力，因此截留率会较高，相反地，会对表面呈正电性的污染物分子具??有吸引作用而减小传输阻力，因此截留效果较差。图１－２便是这两种作用机理的示意??图。??Ｑ?Ｑ??參?〇．〇：：：?＾?ｃ．．ｉｘ３〇：?－＾：３?４１?＜?ｐｈｙｓｉｃａｌ?ｓｉｅｖｉｎｇ??？?？?？，户??＼?＼?〇?ｍ?〇?ｍ??ｑ．．．．．．．參?ｉｎｔｅｒａｃｔｉ〇ｔｌ??Ｈｅａｖ＞?ｍｅｔａｌ?ｉｏｎｓ?？？＊ｉ：?Ｎｅｇａｔｉｖｅ?ｃｈａｒｇｅｓ?〇？：?Ｄ＞ｃｓ??图１－２纳滤膜作用机理示意图［６５］??Ｆｉｇ．?１－２?Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｎａｎｏｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ?ｍｅｍｂｒａｎｅｓ１６５１??对一种特定材料的纳滤膜，在膜分离过程中这两种机理可单独发挥作用，也可同??时作用。Ｌｉａｎｇ［６８］等人采用溶胶凝胶法以及水热法制备ＭｇＳｉ／ＲＧＯ复合样品，再通过??真空抽滤法在ＰＡＮ支撑膜上制备出了?ＭｇＳｉ／ＲＧＯ复合纳滤膜；实验研宄结果表明，??对有机物聚乙二醇（ＰＥＧ）溶液的分离过程便是物理筛分在发挥作用，靠空间位阻效??应降低了?ＰＥＧ的浓度，截留率可达９５％以上，作用机理示意图如图１－３?（ａ）所示；??但对有机染料酸性亮蓝的分离过程便是两种机理同时作用，复合纳滤膜对染料的静电??排斥作用增强了截留效果，使
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【参考文献】：
期刊论文
[1]Reduced graphene oxide/metal oxide nanoparticles composite membranes for highly efficient molecular separation[J]. Khalid Hussain Thebo,Xitang Qian,Qinwei Wei,Qing Zhang,Hui-Ming Cheng,Wencai Ren. Journal of Materials Science & Technology. 2018(09)
[2]聚硅酸铝絮凝处理医院污水[J]. 宋波,丁保宏. 辽宁石油化工大学学报. 2006(02)
本文编号：3067774
【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【图文】：
图１－１?ＧＯ／ＡＣ复合纳滤膜的（ａ）示意图，（ｂ）?ＳＥＭ图，（ｃ）性能图［６４］；?ＧＯ／ＳＷＣＮＴｓ复合纳??滤膜的（ｄ）制备过程示意图，（ｅ）性能图［６｜］??Ｆｉｇ．?１－１?（ａ）?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ，?（ｂ）?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅ?ａｎｄ?（ｃ）?ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ?ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ?ｏｆ?ＧＯ／ＡＣ?ｃｏｍｐｏｓｉｔ?
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【参考文献】：
期刊论文
[1]Reduced graphene oxide/metal oxide nanoparticles composite membranes for highly efficient molecular separation[J]. Khalid Hussain Thebo,Xitang Qian,Qinwei Wei,Qing Zhang,Hui-Ming Cheng,Wencai Ren. Journal of Materials Science & Technology. 2018(09)
[2]聚硅酸铝絮凝处理医院污水[J]. 宋波,丁保宏. 辽宁石油化工大学学报. 2006(02)
本文编号：3067774
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