【摘 要】
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本文提出的膜电渗透技术的思路源于渗透汽化(简称PV)。渗透汽化是一种高效、节能、环保的膜分离技术,是继精馏、萃取、吸收等传统分离技术之后出现的新型的绿色液体分离技术,它具
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本文提出的膜电渗透技术的思路源于渗透汽化(简称PV)。渗透汽化是一种高效、节能、环保的膜分离技术,是继精馏、萃取、吸收等传统分离技术之后出现的新型的绿色液体分离技术,它具有节能、低消耗、环境友好等优点。其被应用于越来越广泛的领域。在有机物中脱去水,水中回收贵重有机物、有机-有机体系分离领域中均有很好的应用前景。同时因不受汽-液平衡条件的限制,在分离沸点相近的液体混合物上具有很大的可选择性。而渗透汽化技术的关键在于渗透汽化膜上,传统的聚砜膜不但具有良好的选择分离性,而且具备优良的化学稳定性、机械拉伸和抗酸碱性。但是,聚砜膜极易吸附杂质,导致使用寿命降低;同时聚砜膜的疏水性,导致水通量也较小,影响分离效率。然而氧化石墨烯(GO)以其优良的分离性、亲水性等优点,在膜分离领域逐渐变得重要。因此,我们制备氧化石墨烯/聚砜(GO/PSF)复合膜;并且使用傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、接触角测定、自主设计的纯水通量装置等实验来观察膜的形貌特征、平均孔径、孔隙率、亲水性、纯水通量等方面的变化,并进一步讨论氧化石墨烯改性对聚砜膜结构和性能的影响。 同时本课题组也在传统的膜渗透装置的基础上进行创新,采用自行设计的膜电渗透装置,常温下在进料侧和渗透侧都加入平板电极。通过引入静电场取代传统的温差作为推动力,以促进传质,从而提高渗透通量。通过实验操作改变电场强度和电介质浓度来观察渗透汽化通量的变化,并记录上述因素对渗透通量的影响。 实验结果证明,傅里叶红外光谱图分析出氧化石墨烯表面具有大量含氧官能团;添加氧化石墨烯后,复合膜的表面粗糙度、平均孔径、孔隙率、亲水性、等较之纯聚砜膜都显著提升。同时膜渗透装置中加入电场可以提高水的通量,水的通量随着电压的升高而增大;加入NaCl后,水通量的增长率相比于纯水的水通量增长率有所下降;水的通量随着板电极间距的增大而减小。
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