多糖官能团诱导吸附性膜污染机制研究

发布时间：2020-08-21 11:54

【摘要】：对饮水净化、海水淡化等方面的应用使得膜处理技术逐渐成为水处理的重要手段,但膜污染也因此严重阻碍了膜系统的持久性运行。多糖作为最主要的污染物之一,能够导致严重的膜污染,也是可溶性有机物(DOM)不可逆膜污染的基础。因此,多糖在膜污染中的贡献和具体作用正在逐渐被揭示。本论文以多糖上的官能团为研究对象,通过耗散型石英晶体微天平(QCM-D)和微观分析技术展开对葡聚糖(羟基)、海藻酸钠(富含羧基)和壳聚糖(富含氨基)三种多糖在PVDF及GO改性PVDF膜表面的吸附性膜污染进行研究。揭示多糖官能团诱导膜污染的作用机制。为膜表面改性及膜污染控制提供理论依据。主要研究结论如下:1.在PVDF膜表面上,葡聚糖(羟基)和海藻酸钠(富含羧基)具有不同的吸附能力与解吸行为。并且聚集体的Zeta 电位、粒径以及结构均与Ca2+或Na+离子间的相作用相关。Ca2+离子能够在多糖与膜表面间产生电荷屏蔽和桥接作用,使得两种多糖引发的膜污染比Na+离子存在下更严重。而游离态的Na+离子仅中和多糖与膜表面的负电荷,导致吸附污染层结构相对致密。当Ca2+离子浓度超过3.5mM时,富含羧基的海藻酸钠引起的膜污染从不可逆向可逆转变。2.与PVDF膜相比,GO改性的PVDF膜可以显著减缓葡聚糖和海藻酸钠在Ca2+离子存在下引起的吸附膜污染。由X射线光电子能谱分析(XPS)可知,Ca2+离子可以在GO-PVDF与富含羧基的海藻酸钠之间架桥,显著增强海藻酸钠在GO-PVDF表面的不可逆污染。此外Na+离子存在条件下,GO的改性不但没有减缓多糖的膜污染,还可能由于协同吸附作用增强两种多糖的相对污染速率及污染程度。3.对于含有羟基或羧基官能团而言,随着pH值的增加,膜污染减缓;而对于富含氨基的壳聚糖,多糖的膜污染加剧。
【学位授予单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X703
【图文】：

框图,技术路线,框图

技术路线框图

实验流程

引言在过去的几十年中，膜分离技术在液相分离中受到越来越多的关注，特别是在水净处理、海水淡化等领域。因 PVDF 具有耐化学性、热稳定性、良好的成膜性能被广泛用于膜制备中。然而，PVDF 的疏水性却又是在进行研究时必须考虑的特该特性会导致严重的膜污染。与蛋白质和腐殖质相比，多糖因其低生物降解性和（MW）而被认为是引起污染的关键物质。因此，多糖引起的膜污染仍是一个重象。通常，由 DOM 引起的膜污染的机理是吸附，与多价阳离子的相互作用和凝胶形是溶质与膜表面之间的物理-化学相互作用；据前人研究报道，由于桥接和电荷中阳离子如 Ca2+，Na+离子会增强吸附和污染[55]，但污染效应取决于膜表面和所涉分子的性质。因此，吸附与多价阳离子形成的吸附膜污染的相互作用成为膜污染段和重要的污染过程。实验部分.1 膜的制备

离子环境,多糖,频率曲线,代表性

超纯 N2干燥。最后，置于真空干燥箱中备用。通过 AF片上。论在 PVDF 膜表面的吸附性污染染（可逆、不可逆）一般由污染物及膜表面的界面特征所在很大程度上决定了它们的界面性质[57]。可逆污染和不糖的吸附过程和纯水清洗过程来表达。-D 研究了 Glu 和 SA 这两种不同官能团多糖在 PVDF 膜表 3-2 显示了两种浓度下每种多糖在第三倍频下的归一化频过程分为多糖吸附和解吸过程。对于这两种多糖，随着每程度增加，但解吸速率和解吸程度没有显着差异，这种现下，Glu 的吸附速率和程度总是比 SA 强得多，尽管 SA 在著。

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