氧化石墨烯膜对污水中PPCPs的去除性能研究

发布时间：2024-02-17 21:46

　　污水中的微量有毒有机物可导致污水再生利用中的水质风险,限制了再生水的安全利用。纳滤膜分离技术是去除水中微量有机物(如PPCPs)的有效方法,但传统纳滤膜的缺点使得新型膜材料的开发十分必要。氧化石墨烯(GO)膜具有水通量较高、抗污染强、耐氯性强等潜在优势,应用前景良好。本研究以PVDF膜为支撑层,采用真空抽滤法制备了非交联GO膜和EDA-GO交联膜。采用SEM、FTIR、XRD等手段对GO膜材料进行表征分析。选取氯霉素(CAP)、青霉素(PNC)和红霉素(ERY)作为PPCPs的代表,考察了GO膜对不同PPCPs的去除规律,以及共存无机阳离子、p H等水质条件和错流过滤等水力条件对GO膜去除PPCPs的影响。通过表征分析,证明EDA-GO交联膜中成功引入了层间交联剂,使其稳定性明显高于非交联GO膜。研究表明,EDA-GO交联膜对电中性的CAP、带负电的PNC和带正电的ERY的去除率分别为57%、92%和81%。交联膜对小分子有机物的截留机理主要为位阻效应或位阻效应和静电效应的综合作用。GO负载量为100 mg·m^-2的EDA-GO交联膜对PPCPs的去除率最高。低浓...

【文章页数】：99 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1PPCPs在环境中的迁移

第1章绪论3的水处理技术已经在污水处理厂中进行了去除PPCPs的测试[26,28,33]，特别是反渗透和纳滤技术的应用常被认为是防止PPCPs进入水生环境的有效屏障[34-36]，由于较高的渗透通量，纳滤膜比反渗透膜表现出更多的优势[37]。在中国和世界范围内，对地表水中PPCP....

图1-2（a）石墨烯与（b）氧化石墨烯结构示意图

旖虼笱?妒垦?宦畚?41.3氧化石墨烯膜及其在水处理中的应用近年来，纳滤技术由于可以去除饮用水或再生水中的微量有机物（如PPCPs）而受到广泛欢迎[47,48]。然而，传统的纳滤膜具有维持截留率的情况下进一步提高通量比较困难、抗污染性差和抗氧化性差等缺点。二维材料氧化石墨烯（Gr....

图1-3GO膜的层状结构及物质在其内部的迁移路径

第1章绪论5间距会因为GO纳米片上的含氧官能团的空间位阻而扩大到约0.80nm[59]。在水环境中，由于存在丰富的亲水基团，层间距可进一步扩展至6-7nm，从而导致严重的溶胀[63]。由于层间距约为分离物质分子或离子尺寸的10倍，GO膜对分离对象的分离性能大大下降[64]。同时，....

图1-4技术路线

第1章绪论71.5研究内容通过文献调研，选取污水中典型的PPCPs作为研究对象，考察GO膜对PPCPs的去除效果及膜分离性能的稳定性。通过分析PPCPs去除率的影响因素，从PPCPs与GO膜之间的相互作用（包括位阻效应、静电作用和吸附作用等）的角度，解析GO膜对微量有机物的去除机....

本文编号：3901373