膜分离技术处理离子型稀土冶炼废水研究进展

综述了膜分离技术处理离子型稀土冶炼废水(氨氮废水、酸性废水、含盐及碱性废水、低浓度稀土废水)的应用研究现状,分析了膜分离技术处理稀土冶炼废水的市场潜力、工业化的应用前景及其当前面临的主要挑战,以期为相关研究人员提供参考。

聚醚酰亚胺耐溶剂超滤膜的制备及性能研究

采用浸没沉淀相转化法制备聚醚酰亚胺(PEI)平板超滤膜,考察了铸膜液中聚合物PEI浓度、添加剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)浓度对膜结构和性能的影响。为提高超滤膜的耐溶剂性能,采用己二胺(HDA)进行化学交联,并研究了不同交联时间下膜性能的差异。结果表明:在不降低膜分离性能的情况下,交联后的膜渗透通量得到了有效提高,在0.1 MPa运行压力下纯水通量由667.1 L/(m^(2)·h)提高到1126.1 L/(m^(2)·h),而对1.0 g/L牛血清白蛋白(BSA)溶液的截留率保持在97%以上。膜溶剂吸附实验发现,在6种不同溶剂中浸泡48 h后,未交联膜在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中已完全溶解,而交联膜仍保持着良好的膜形态,吸附量为0.86 g/g,在乙醇、异丙醇、正己烷、1 mol/L HCl溶液中的吸附量均小于未交联膜,在1 mol/L NaOH溶液中反而增加,说明制备得到的交联膜具有良好的耐溶剂性能和耐强酸性能,耐强碱性能反而变差。

碳纳米管改性复合纳滤膜的制备及性能研究

为获得分离性能良好的复合纳滤膜,利用无机纳米颗粒碳纳米管(CNT)对纳滤膜进行改性,并在传统界面聚合反应的基础上增加了水相反应次数。以哌嗪(PIP)、均苯三甲酰氯(TMC)为反应单体,CNT为水相添加剂,磷酸钠(Na_(3)PO_(4))为酸接收剂,聚砜(PSF)超滤膜作为支撑层成功制备了CNT改性复合纳滤膜。利用正交试验较系统地得到了改性纳滤膜的最佳制备条件:第一次水相、有机相、第二次水相、热处理的反应时间分别为2.0min、1.0min、1.0min、10min,Na_(3)PO_(4)、PIP、TMC、CNT添加量分别为1.5%(质量分数,下同)、1.0%、0.25%、2.0%。在此条件下复合纳滤膜0.6MPa压力下纯水通量为35.35L/(m^(2)·h),对MgSO_(4)的截留率为94.1%,膜的亲水性能得到大幅度提高。

基于石墨烯量子点TFN膜的制备与性能

利用哌嗪与均苯三甲酰氯的界面聚合反应将石墨烯量子点(GQDs)作为水相添加剂掺入到纳滤膜分离皮层中构成薄层纳米复合膜GQDs-PA-TFN,并采用傅里叶变换红外光谱、X射线光电子能谱、扫描电子显微镜、原子力显微镜、Zeta电位、水接触角等进行表征分析.研究发现,即使水相中加入的GQDs量较低,GQDs-PA-TFN膜的表面结构、荷负电性和亲水性能也可得到有效改善.同时为了保证GQDs-PA-TFN膜对小分子物质的高效截留,在不牺牲膜渗透通量的情况下进行了二次界面聚合反应.当GQDs添加量为质量分数0.003%,在实验得到的最佳反应条件下制备的GQDs-PA-TFN膜在0.6 MPa压力下渗透通量为36.9 L/(m^(2)·h),是未添加GQDs的薄层复合膜的1.4倍,对MgSO4的截留率为95.8%.

高分子聚合物催化膜的制备及其处理有机废水研究进展

总结了催化膜的制备方法,综述了高分子聚合物催化膜的种类及其在处理有机废水中的应用与不足,提出探索制备高分子聚合物催化膜的新技术;结合催化膜降解有机污染物的机理,指出增强高分子聚合物催化膜的使用寿命是未来研究的方向,为高分子聚合物催化膜降解新兴污染物提供理论基础。

HKUST-1掺杂聚醚酰亚胺混合基质膜的制备及性能

为改善超滤膜结构和性能,将金属有机框架HKUST-1掺杂于聚醚酰亚胺(PEI)铸膜液中,制备了HKUST-1/PEI混合基质膜。通过FTIR、SEM、AFM和视频水接触角测定仪对其结构、形貌以及表面浸润性能进行了表征。结果表明,HKUST-1纳米粒子掺杂质量分数为0.05%的混合基质膜具有较好的性能,在0.1 MPa运行压力下,其纯水通量能够达到1304 L/(m^(2)·h),对质量浓度为1.0 g/L牛血清白蛋白(BSA)的截留率在97%以上。在酸性(pH=2)、碱性(pH=12)溶液中浸泡24 h后,其对BSA的截留率仅下降约2%(纯水通量基本保持不变),在80℃高温下的纯水通量达到1587 L/(m^(2)·h)且BSA截留率>95%,通量恢复率达到92%,表明混合基质膜具有良好的耐酸碱性能、较强的耐高温性能及优异的抗污性能。

基于界面聚合法的纳滤膜性能优化研究进展

随着膜分离技术的推广,纳滤膜所应用到的分离体系越来越复杂,推动了对膜性能优化的研究。梳理了近些年来膜性能优化效果,综述了膜性能优化方式的发展,介绍了包括优化制备条件、共混改性、表面接枝和构建中间层在内的主要膜性能优化方式,最后对未来膜性能优化的研究做出了展望。

构建金属有机框架修饰复合膜的研究进展

金属有机框架(MOF)由金属离子和有机配位支撑体连接形成,具有稳定的孔结构、大的比表面积和非凡的吸附能力。目前基于MOF材料构建的复合膜因其具有优异的膜性能在分离应用中受到了广泛的关注。综述了基于MOF材料构建复合膜的最新研究进展。首先介绍了将MOF材料用于膜分离技术的关键特性;其次对MOF材料作为分离层、修饰分离层、沉积于基膜中以及作为中间层在复合膜的应用进行了分析和总结;最后对采用MOF材料构建复合膜的发展趋势进行了展望。

复合纳滤膜结构优化研究进展

薄层复合纳滤膜因具有成本低、分离效果良好等特点被广泛关注,现如今对于复合纳滤膜的研究主要侧重于对其性能的改性及优化,如表面接枝、构建中间层、共混基质等。但由于在复杂的水处理环境中复合纳滤膜应用效果并不理想,因此在制备复合纳滤膜时,不仅要提高其膜通量和截留率,还应注重其机械强度、抗腐蚀性能以及抗污染能力的优化和改进。分别从基膜优化、中间层构建以及分离层优化3个角度来总结分析近些年国内外专家学者对复合纳滤膜的研究成果,从而为复合纳滤膜在实际工程中的应用提供一些参考。

碳纳米管改性复合膜的研究及水处理应用进展

碳纳米管(CNTs)具有易于表面功能化、比表面积大以及良好的机械性能等优点,将其掺入到复合膜能提高通量、截留率以及抗污染能力。综述了碳纳米管用于复合膜改性的优势、研究进展以及碳纳米管-复合膜在水处理中的应用,为进一步提高碳纳米管改性复合膜的研究提供了理论依据和建议。

共价有机框架(COF)对重金属离子吸附去除研究进展

由重金属离子引起的水污染是一个全球性的问题,在各种现有去除水中重金属离子的方法中,吸附法由于其工艺简单、效率高等特点,在废水处理领域得到广泛的应用。共价有机框架(COF)是一种新型的结晶多孔聚合物,良好的结构和物理化学性能使其成为水处理领域较为前沿的吸附材料之一,在去除重金属离子领域展现出巨大的潜力。本综述全面介绍了COF材料去除水中重金属离子的研究进展及吸附机理,总结和展望了COF材料面临的机遇和挑战,为设计和制造用于重金属离子去除的COF材料提供一些启发性的信息。

MBR技术在垃圾渗滤液处理中的应用

通过对垃圾渗滤液的来源及水质特征进行分析,对比近年来国内外垃圾渗滤液的处理工艺技术,并详细介绍了包括厌氧膜生物反应器(AnMBR)技术、厌氧生物处理+MBR技术、物化处理+MBR技术以及MBR与NF/RO膜的耦合等以MBR技术为核心的组合工艺在垃圾渗滤液中的应用,最后分析了MBR技术在垃圾渗滤液处理的发展趋势。

构建聚酰胺复合纳滤膜中间层的研究进展

薄膜复合(TFC)纳滤膜因其具有分离精度高、运行能耗低等特点被广泛运用于水处理等诸多领域。界面聚合法是制备复合纳滤膜的常用方法,构建位于基膜和聚酰胺(PA)分离层之间的中间层对界面聚合过程中形成的PA层的结构有着重要影响。综述了TFC纳滤膜中间层的最新研究进展,首先介绍了在聚酰胺复合纳滤膜中引入中间层的优势;其次对水溶性生物单体(聚多巴胺、单宁酸)以及纳米材料(零维、一维、二维、三维)构建中间层的最新研究成果进行了分析和总结;最后对构建中间层在聚酰胺复合纳滤膜中的发展趋势进行了展望。