碳量子点改性聚酰胺纳滤膜的制备及对稀土富集的研究
发布时间：2021-10-23 21:20
随着经济的发展,污水中的有毒有害物质的含量和种类不断增多,对生态环境产生严重影响。离子型稀土矿在开采过程中会产生大量的浸矿废液,其中含有低浓度的稀土离子和重金属离子,直接排放对环境造成严重污染,并导致资源的浪费。与常规处理方法相比,纳滤膜技术因自身的渗透选择特性,在富集回收稀土离子的过程中具有天然优势。但高分子纳滤膜存在通量较小、易受污染等弊端;为其更好的应用在离子型稀土回收领域,本研究对纳滤膜进行改性。添加碳量子点（CQDs）增强纳滤膜性能,以期达到减少污染回收资源的目的。主要研究如下:（1）超滤基膜的制备。采用相转化法制备超滤基膜,通过调整药剂配比,确定了铸膜液成分比例为17 wt%聚砜（PSF）、5 wt%聚乙烯吡络烷酮（PVP）、4wt%聚乙二醇（PEG）。在60℃下450 r/min搅拌12小时,通过相转化法制备超滤基膜。在0.1 MPa运行条件下,超滤基膜的纯水通量为262.91 L/（m2·h）,过滤BSA溶液的通量和截留率分别为58.37 L/（m2·h）和98.39%。（2）碳量子点（CQDs）改性纳滤膜的制备。以CQDs为...
【文章来源】：江西理工大学江西省
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
CQDs的制备简图[94]
第一章绪论11这些材料之所以能够用来制备CQDs是因为它由大量的羧基、羟基和羰基组成；因此具有相似化学性质的物质就能够作为制备材料。许多研究者尝试着从高碳含量的植物废料、水果纤维、茶粉废料、食油工业废料中获取制备材料，既可以降低制备成本又能实现废物零排放，具有良好的经济效益与环境效益[92]。CQDs在食品工业中的应用需要满足更高的安全性，因此适合使用天然无害的材料制备CQDs。在生活中粮食的浪费往往是不可忽视问题，食物垃圾含碳量高且不含病原体和替他有害物质，因此可以使用食物残渣作为CQDs制备的前体碳源，用来检测食品中的添加剂和重金属离子是否超标。Zhao等[93]将干燥的玉米皮和无水乙醇在100℃下加热24h，所制备的CQDs在406nm紫外光照射下在678nm和470nm处出现了两个很强的PL峰，随着汞离子浓度的增加678nm处峰强逐渐变弱，原因是汞离子与CQDs结构中的卟啉相互作用影响了此处的峰图1.2CQDs的制备简图[94]图1.3CQDs荧光特性图[95]强；470nm处峰强无明显变化，在添加其他无毒害作用的金属离子时两者变化均较小，因此CQDs可以用来检测食品中的汞含量。Sun等[96]研究了CQDs在光能收集和生物成像中的应用，使用柠檬和洋葱作为反应前体制备CQDs，量子产率为11.2%，研究表明，由于激发波长的能量较低，使得材料光分解速度降低，提高了光收集装置的效率和使用寿命，同样也可以用在生物成像方面。Qiang等[97]将低剂量的CQDs掺入异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）中制备纳米复合薄膜，研究表明，CQDs使该材料具有了优异的机械性能和热稳定性，同时观察到膜具有良好的透明性和发光性。Wang等[98]利用甘氨酸和尿素通过加热的方法制备了一种新型的CQDs，用作检测多巴胺的荧光探针，
第二章超滤基膜的制备和碳量子点的表征16表2.2实验设备表设备名称型号厂家电子分析天平BT25S北京赛多利斯恒温磁力搅拌器SH23-2上海梅颖浦仪器紫外分光光度计756PC上海光谱仪器有限公司超声波清洗器KQ5200E昆山市超声仪器有限公司膜性能评价仪——实验室自制超滤基膜性能评价仪如图2.1所示图2.1膜性能评价仪简图图2.1为测试超滤基膜通量和截留性能的评价仪简图，原液经过调节阀和压力泵浸入评价仪，通过调节阀调节压力表的压力，同时开始测定渗透液的通量和溶质的截留率。2.2.2实验方法（1）超滤基膜的制备分别称取17g聚砜（PSF）、5gPVP、4gPEG放入锥形瓶中，然后加入74gDMAC溶剂；配成PSF、PVP、PEG质量分数分别为17%、5%、4%的铸膜液。将锥形瓶瓶口密闭并放到恒温磁力搅拌器上。磁力搅拌器的温度、转速、时间分别设置为60℃、450r/min、12h。经彻底搅拌的铸膜液呈微黄的均匀胶状溶液，将锥形瓶超声处理45min，使溶液分散均匀，气泡上福将超声后的锥形瓶重新放置于磁力搅拌器上静止脱泡，转速为零，温度设置为25℃。将裁剪好的无纺布平整的铺展在洁净的镜子表面，用夹子夹住边缘与镜边对齐。沿着夹子边缘缓慢的倾倒适量的铸膜液，用定制的不锈钢刮膜棒迅速将铸膜
【参考文献】：
期刊论文
[1]河口岛屿农村地区原位与分散生活污水处理模式的环境与经济对比分析[J]. 关睿,黄源生,何义亮. 环境科学学报. 2020(05)
[2]溴化聚苯醚超滤膜的表面亲水改性[J]. 胡虹,董君,林小城. 膜科学与技术. 2020(02)
[3]GO/Al2O3复合纳滤膜的制备及其稳定性能研究[J]. 汪菊,牛淑锋,费莹,漆虹. 化工学报. 2020(06)
[4]三维电极电催化氧化技术处理工业废水研究进展[J]. 滕洪辉,高泽,韩丹丹,李天育,高彬,杨雯晴. 水处理技术. 2020(04)
[5]聚砜中空纤维超滤膜制备及性能[J]. 陈俊波,符秀娟. 工程塑料应用. 2020(03)
[6]聚醚砜基膜热稳定性对复合纳滤膜性能的影响[J]. 项军,刘天宇,谢宗丽,唐娜,程鹏高,华欣欣. 膜科学与技术. 2020(02)
[7]共价层层自组装纳滤膜的制备及性能研究[J]. 张金苗,贾瑞,李树轩,苏保卫. 膜科学与技术. 2020(01)
[8]磺化疏松纳滤膜对高盐度印染废水分离性能研究[J]. 周卫东,李世琪,周克梅,王连军. 水处理技术. 2019(12)
[9]碳纳米管/聚醚砜复合纳滤膜的制备及性能研究[J]. 陈可佳,史宝利. 现代化工. 2020(01)
[10]以倍半硅氧烷为前驱体的管式有机-无机杂化SiO2纳滤膜的制备[J]. 吴晓娴,刘浩月,漆虹. 南京工业大学学报(自然科学版). 2020(01)
硕士论文
[1]改性碳纳米管磁性吸附材料的制备及对镧离子的吸附研究[D]. 赵冰心.江西理工大学 2019
[2]碳纳米管改性聚砜复合纳滤膜的制备及其在水处理中的应用[D]. 梁娟.江西理工大学 2016
本文编号：3453935
【文章来源】：江西理工大学江西省
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
CQDs的制备简图[94]
第一章绪论11这些材料之所以能够用来制备CQDs是因为它由大量的羧基、羟基和羰基组成；因此具有相似化学性质的物质就能够作为制备材料。许多研究者尝试着从高碳含量的植物废料、水果纤维、茶粉废料、食油工业废料中获取制备材料，既可以降低制备成本又能实现废物零排放，具有良好的经济效益与环境效益[92]。CQDs在食品工业中的应用需要满足更高的安全性，因此适合使用天然无害的材料制备CQDs。在生活中粮食的浪费往往是不可忽视问题，食物垃圾含碳量高且不含病原体和替他有害物质，因此可以使用食物残渣作为CQDs制备的前体碳源，用来检测食品中的添加剂和重金属离子是否超标。Zhao等[93]将干燥的玉米皮和无水乙醇在100℃下加热24h，所制备的CQDs在406nm紫外光照射下在678nm和470nm处出现了两个很强的PL峰，随着汞离子浓度的增加678nm处峰强逐渐变弱，原因是汞离子与CQDs结构中的卟啉相互作用影响了此处的峰图1.2CQDs的制备简图[94]图1.3CQDs荧光特性图[95]强；470nm处峰强无明显变化，在添加其他无毒害作用的金属离子时两者变化均较小，因此CQDs可以用来检测食品中的汞含量。Sun等[96]研究了CQDs在光能收集和生物成像中的应用，使用柠檬和洋葱作为反应前体制备CQDs，量子产率为11.2%，研究表明，由于激发波长的能量较低，使得材料光分解速度降低，提高了光收集装置的效率和使用寿命，同样也可以用在生物成像方面。Qiang等[97]将低剂量的CQDs掺入异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）中制备纳米复合薄膜，研究表明，CQDs使该材料具有了优异的机械性能和热稳定性，同时观察到膜具有良好的透明性和发光性。Wang等[98]利用甘氨酸和尿素通过加热的方法制备了一种新型的CQDs，用作检测多巴胺的荧光探针，
第二章超滤基膜的制备和碳量子点的表征16表2.2实验设备表设备名称型号厂家电子分析天平BT25S北京赛多利斯恒温磁力搅拌器SH23-2上海梅颖浦仪器紫外分光光度计756PC上海光谱仪器有限公司超声波清洗器KQ5200E昆山市超声仪器有限公司膜性能评价仪——实验室自制超滤基膜性能评价仪如图2.1所示图2.1膜性能评价仪简图图2.1为测试超滤基膜通量和截留性能的评价仪简图，原液经过调节阀和压力泵浸入评价仪，通过调节阀调节压力表的压力，同时开始测定渗透液的通量和溶质的截留率。2.2.2实验方法（1）超滤基膜的制备分别称取17g聚砜（PSF）、5gPVP、4gPEG放入锥形瓶中，然后加入74gDMAC溶剂；配成PSF、PVP、PEG质量分数分别为17%、5%、4%的铸膜液。将锥形瓶瓶口密闭并放到恒温磁力搅拌器上。磁力搅拌器的温度、转速、时间分别设置为60℃、450r/min、12h。经彻底搅拌的铸膜液呈微黄的均匀胶状溶液，将锥形瓶超声处理45min，使溶液分散均匀，气泡上福将超声后的锥形瓶重新放置于磁力搅拌器上静止脱泡，转速为零，温度设置为25℃。将裁剪好的无纺布平整的铺展在洁净的镜子表面，用夹子夹住边缘与镜边对齐。沿着夹子边缘缓慢的倾倒适量的铸膜液，用定制的不锈钢刮膜棒迅速将铸膜
【参考文献】：
期刊论文
[1]河口岛屿农村地区原位与分散生活污水处理模式的环境与经济对比分析[J]. 关睿,黄源生,何义亮. 环境科学学报. 2020(05)
[2]溴化聚苯醚超滤膜的表面亲水改性[J]. 胡虹,董君,林小城. 膜科学与技术. 2020(02)
[3]GO/Al2O3复合纳滤膜的制备及其稳定性能研究[J]. 汪菊,牛淑锋,费莹,漆虹. 化工学报. 2020(06)
[4]三维电极电催化氧化技术处理工业废水研究进展[J]. 滕洪辉,高泽,韩丹丹,李天育,高彬,杨雯晴. 水处理技术. 2020(04)
[5]聚砜中空纤维超滤膜制备及性能[J]. 陈俊波,符秀娟. 工程塑料应用. 2020(03)
[6]聚醚砜基膜热稳定性对复合纳滤膜性能的影响[J]. 项军,刘天宇,谢宗丽,唐娜,程鹏高,华欣欣. 膜科学与技术. 2020(02)
[7]共价层层自组装纳滤膜的制备及性能研究[J]. 张金苗,贾瑞,李树轩,苏保卫. 膜科学与技术. 2020(01)
[8]磺化疏松纳滤膜对高盐度印染废水分离性能研究[J]. 周卫东,李世琪,周克梅,王连军. 水处理技术. 2019(12)
[9]碳纳米管/聚醚砜复合纳滤膜的制备及性能研究[J]. 陈可佳,史宝利. 现代化工. 2020(01)
[10]以倍半硅氧烷为前驱体的管式有机-无机杂化SiO2纳滤膜的制备[J]. 吴晓娴,刘浩月,漆虹. 南京工业大学学报(自然科学版). 2020(01)
硕士论文
[1]改性碳纳米管磁性吸附材料的制备及对镧离子的吸附研究[D]. 赵冰心.江西理工大学 2019
[2]碳纳米管改性聚砜复合纳滤膜的制备及其在水处理中的应用[D]. 梁娟.江西理工大学 2016
本文编号：3453935
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