三元乙丙橡胶膜萃取芳香酸类有机物的特性研究

发布时间：2018-06-03 05:18

本文选题：芳香酸 + 渗透萃取　；参考：《陕西科技大学》2017年硕士论文

【摘要】：膜渗透萃取是膜分离和液液萃取有机结合在一起形成的新型膜分离技术。常适用于挥发性有机物以及沸点低的混合物的分离,膜萃取技术在废水处理领域的理论和应用研究非常活跃,该技术在处理高盐度、高浓度有机废水时具有能耗低、操作方便等优点。现有膜萃取技术的研究主要集中在硅橡胶膜上,但由于硅橡胶膜自身的耐酸碱性差,其应用受到了限制。三元乙丙橡胶膜(EPDM)具有较好的耐酸碱性及物理和机械性能,可以有效弥补硅橡胶膜的不足。结合三元乙丙橡胶膜诸多优点,本论文选取9种芳香酸类有机物作为目标污染物,首先考察芳香酸类有机物的结构参数对三元乙丙橡胶膜渗透萃取效果的影响;其次,以对氨基苯甲酸(PABA)作为目标污染物,构造三元乙丙橡胶管式膜装置,以料液流量、料液初始浓度、萃取液pH值、盐离子浓度和温度作为关键因子,优化渗透萃取操作条件提高膜的去除率、透过率及渗透通量。同时针对渗透萃取过程中料液相膜边界层传质、膜内扩散传质、膜外萃取相传质的特点,探讨了三元乙丙橡胶膜的渗透萃取传质过程与机理,确定相应的传质过程表达式。根据液-膜-液串联传质阻力模型,探究影响三元乙丙橡胶膜渗透萃取对氨基苯甲酸传质过程的主要因素。研究结果表明:三元乙丙橡胶膜和对氨基苯甲酸有较好的化学相容性;芳香酸类有机物取代基的数目、种类和位置是影响其去除效果的重要因素,对于具有相同取代基的芳香酸类有机物,其去除率和结构参数具有很强的相关性;三元乙丙橡胶膜对芳香酸类有机物的去除特性由有机物的多个结构参数共同决定,可以用结构参数来预测三元乙丙橡胶膜对芳香酸类有机物的去除效果。当进水流量为1.5ml/min时,随着运行时间的延长,对氨基苯甲酸去除率可达40%以上;随着萃取液pH的增大,对氨基苯甲酸去除率由32%增大至38%,透过率增大明显;随着对氨基苯甲酸初始浓度的增大去除率减小,传质通量增大;盐离子浓度对对氨基苯甲酸的传质有较大促进作用,提高了对氨基苯甲酸的10%左右的去除率;去除率随温度升高而上升。在系统温度30℃、料液流量5.5ml/min、萃取相p H为12、盐度150g/L的优化工艺条件下,膜渗透萃取对氨基苯甲酸的去除率和透过率均增大了12%左右,膜渗透通量由5.91 mg/m2·h,提高到了21.66 mg/m2·h。料液侧边界层传质阻力占总传质阻力比例在5%-11%之间,随着Re的增大料液侧边界层传质阻力在总传质阻力中所占比例越来越小;随着料液初始浓度的增大总传质系数增大,传质通量随着料液初始浓度的增大呈线性增大;总传质系数和盐离子浓度有很强的相关性,可以用二次方程表达两者的关系;膜阻在整个传质过程中起决定性作用;萃取剂NaOH对萃取相传质系数有明显的增大作用;对氨基苯甲酸在膜上的总传质系数随温度呈直线上升,渗透系数(P)和温度(T)的关系符合Arrhnius方程;在优化实验条件下,系统总传质阻力降低,但是膜阻的数量级没有改变,总体来说,工艺条件的改变对总传质阻力的改变能力有限。
[Abstract]:A new membrane separation technology , which is suitable for the separation of volatile organic matters and low boiling point , has been studied . The total mass transfer coefficient of the liquid side boundary layer increased linearly with the increase of the initial concentration of the material liquid . The total mass transfer coefficient of the liquid side boundary layer increased linearly with the increase of the initial concentration of the material liquid .
【学位授予单位】：陕西科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：X703

【参考文献】