正渗透木片的制备及应急水袋应用

木材是自然界中广泛分布、生产成本低、可生物降解的结构材料,它内部分布着众多的孔结构,是一种天然分离材料,在水处理方面具有潜在的开发与应用价值。通过利用水和盐在木片的导管孔结构中不同方向的扩散差异,设计了一种新兴的正渗透木片。研究了不同汲取液浓度、木片厚度、木片孔结构对水通量、反向盐通量等正渗透性能的影响规律。结果表明,随着汲取液浓度的增大、木片厚度的减小,正渗透木片的水通量和反向盐通量均随之增大。其中L-木片的FO效果远远优于R和Z方向的木片,可用于短时间内、低流速下运行的FO膜。选择合适的正渗透木片结构将获得较大的水通量和较低的反向盐通量,有望应用于一种快速高效、生物可降解的应急水袋。

正渗透应急水袋膜材料制备

应急水袋是一种可以就地从不可饮用的水源中及时、有效得到饮用水的生命救援工具。本文研究了三醋酸纤维素(CTA)正渗透膜材料的制备,以及用于制备应急水袋的研究进展,并对水袋的汲水功能和重金属离子截留效果进行测试。结果表明,以0.5 mol/L NaCl为驱动液和去离子水作进料液的测试条件下,膜水通量达到8.77 L/(m^2·h),驱动溶质反向扩散比J_s/J_w约为0.56 g/L。以一定浓度葡萄糖为汲取液时,经5 h处理水袋可得到约180 g水,可满足人体维持生命所需的饮水量。选取Pb、Cr、Hg、As 4种典型的水体污染重金属为评价元素,渗透结果表明,该膜对半径尺寸在100 pm以上的粒子具有比较理想的截留性能,达到95%以上,Pb(II),Cr(III),Hg(II)3种重金属的处理效果能达到《GB5749—2006生活饮用水卫生标准》的要求,但是对于As(III)这种水合半径小于65 pm的离子其截留率较低,因此,膜材料皮层的致密性还需要进一步提高。