無機(jī)正滲透膜的制備去及去除水中的Cd2+效能的研究.pdf

1、面臨環(huán)境中的重金屬危機(jī)，尋找一種節(jié)能有效的方法去除環(huán)境中的重金屬離子迫在眉睫。正滲透膜分離技術(shù)是最近幾年新興的一種依靠滲透壓差為驅(qū)動(dòng)力的膜分離技術(shù)，是目前世界膜分離領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。這一技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)如低壓甚至無壓操作，相對(duì)于當(dāng)下的要依賴于壓力驅(qū)動(dòng)的膜分離過程如從過程本質(zhì)上講，具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)許多污染物幾乎完全截留、分離效果好、低膜污染特征；操作過程和設(shè)備簡(jiǎn)單等。在許多領(lǐng)域，特別是在海水淡化、飲用水處理和廢水處理中表現(xiàn)出很好的應(yīng)用

2、前景展現(xiàn)狀。本論文結(jié)合課題組前期研究和文獻(xiàn)調(diào)研，通過制備一種可以應(yīng)用于正滲透過程中的對(duì)稱的無機(jī)膜，來處理水中的Cd2+離子，通過實(shí)驗(yàn)證明，該方法可以得到較高的截留率。
　　本論文旨在制備性能優(yōu)良的正滲透膜具有致密的非多孔性的活性層，以便能夠?qū)θ苜|(zhì)進(jìn)行高效截留；首先通過溶膠凝膠法制備一種具有對(duì)稱結(jié)構(gòu)的無機(jī)膜，已達(dá)到減小濃差極化，增加水通量的目的。本實(shí)驗(yàn)以正硅酸乙酯為原材料，成功制備了這種對(duì)稱結(jié)構(gòu)的無機(jī)膜，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，將制備的無機(jī)膜

3、在制備膜分別在汲取液濃度為0.5 mol/L，1 mol/L，2 mol/L的條件下，測(cè)定了水通量膜的水通量最大可達(dá)為65.64L/（m2h），最小的反向鹽通量可低至0.25 g/（m2h），遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)方法，并在對(duì)Cd2+截留有很好的效果，本實(shí)驗(yàn)制備的TFI對(duì)低濃度范圍內(nèi)的Cd2+的截留率可達(dá)到97％以上，并討論了汲取液濃度以及原液濃度對(duì)截留效率的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)汲取液濃度為1 mol/L時(shí)，水通量與截留率都可以達(dá)到相對(duì)理想的數(shù)值。<

4、br>　　本文還進(jìn)一步對(duì)無機(jī)膜截留重金屬離子的機(jī)理進(jìn)行了探討。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，決定TFI膜的截留效率的主要是電荷排斥機(jī)理，也就是說決定TFI膜截留性能的主要由三個(gè)關(guān)鍵參數(shù)來決定：膜的孔徑dp，孔壁φ0表面電勢(shì)，和雙電層的Debye length，當(dāng)膜的孔徑過大，Cd2+離子濃度過高都會(huì)影響膜對(duì) Cd2+離子的截留效果,可以通過調(diào)整膜的孔徑，電勢(shì)，和溶質(zhì)的離子強(qiáng)度來優(yōu)化重金屬電荷排斥反應(yīng)和膜的透水性，以保證在膜對(duì)重金屬有較高截留率的同時(shí)，也可以