臭氧预处理蛋白质对聚醚砜超滤膜污染行为的影响研究

本研究选用牛血清蛋白(BSA)代表超滤膜典型污染物,通过考察臭氧预处理前后污染层结构特征、污染物在膜面吸附累积及作用力变化特征,结合宏观膜污染行为,解析臭氧预处理对不同孔径超滤膜BSA污染行为的影响机制.结果表明,臭氧预处理后,无论BSA尺寸大于、小于或接近膜孔尺寸,膜污染速率以及不可逆污染幅度皆明显加剧,说明臭氧氧化对污染物与膜孔相对尺寸的影响并不是其影响膜污染行为的关键因素,而臭氧预处理加剧膜污染的根本原因是其促进了BSA分子间二硫键的形成.臭氧预处理后,共价二硫键的形成有效掩盖了静电作用力、氢键及疏水力的变化,促进了BSA在膜面的吸附累积,并形成致密无孔的污染层,最终引起较为严重的膜污染.

氧化法去除废旧锂电池正极材料酸浸液中锰的研究

为充分回收废旧锂电池正极材料中的钴镍,以废旧锂电池正极材料酸浸液为研究对象,采用氧化法去除溶液中的锰。分别研究了高锰酸钾、次氯酸钠、过硫酸钠三种氧化剂对废旧锂电池酸浸液中锰的去除效果。三种氧化剂相比,高锰酸钾是理想的除锰氧化剂。高锰酸钾氧化法除锰最佳工艺条件为:高锰酸钾用量为理论用量的0.9倍、氧化pH值5.5、氧化温度10℃、时间10min。在此条件下,除锰溶液中残余锰含量少(0.14%),钴镍损失低。

氧化石墨烯/海藻酸钠复合膜对Pb(Ⅱ)的吸附性能和机制

海藻酸钠(SA)基的过滤膜是处理含Pb(Ⅱ)废水的理想膜分离材料,将氧化石墨烯(GO)和尿素添加进SA中,以CaCl2溶液交联,制备出GO/SA复合膜,并考察了其对水溶液中Pb(Ⅱ)的吸附性能。通过静态吸附实验,探讨了Pb(Ⅱ)初始浓度、GO质量分数、初始pH值和吸附时间、吸附-解吸次数等对GO/SA复合膜吸附Pb(Ⅱ)效果的影响;对吸附过程进行了吸附动力学和吸附热力学分析,利用FTIR-ATR、XPS等对GO/SA复合膜吸附Pb(Ⅱ)的机制进行了解析。结果表明,GO/SA复合膜对Pb(Ⅱ)的吸附量与Pb(Ⅱ)初始浓度正相关,在pH=5时吸附效果最优,GO质量分数为0.3wt%时为最优配比;吸附过程符合伪二级动力学模型;热力学等温吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,温度为318 K时,Langmuir模型拟合得到的GO/SA复合膜吸附量达到320.51 mg·g-1。GO/SA复合膜对Pb(Ⅱ)的吸附机制主要为物理吸附。

氧化石墨烯/海藻酸钙水凝胶复合膜对水中Cd(Ⅱ)的吸附

将氧化石墨烯(GO)、致孔剂与海藻酸钠共混后与CaCl2交联制备的GO/海藻酸钙(CA)水凝胶复合膜作为含重金属废水的吸附材料。采用SEM和TEM表征了复合膜的表面形貌及透射性能,且分析了GO的加入对复合膜的力学性能、平均孔径、水通量及表面官能团的影响。为探究GO/CA水凝胶复合膜的吸附性能,考察了其吸附Cd(Ⅱ)的影响因素:pH(6~7)值、初始离子浓度、接触时间、温度(三者均正相关)。用FTIR、XPS在吸附前后对复合膜进行了表征;引入了吸附动力学和等温线模型分析其吸附机制。探究结果表明GO的加入提高了复合膜的力学性能、平均孔径及水通量;吸附过程遵循Langmuir等温线,属于单层吸附,拟合得到的最大吸附量为173.61 mg/g;伪一级和伪二级吸附动力学分别在低浓度和高浓度时能较好地描述吸附过程的动力学行为;吸附机制主要为物理作用力吸附和离子交换。经过5个连续的吸附-解吸循环证明了GO/CA水凝胶复合膜的可重复利用性。