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电渗析技术在减少有害废水、实现盐类资源循环利用等领域发挥着重要作用,离子交换膜是电渗析中的核心部件,正在从实验室阶段不断走向工业化应用。而近几年,随着水处理领域的研究不断深入,对电渗析技术也不断的精细化,同时对离子交换膜亦提出更高的要求。如实际应用中,地下水中存在有害的单价阴离子(NO3-、F-),且废水中存在的二价离子(SO42-)使浓缩室结垢。因此需要制备性能优异的单价选择性阴离子交换膜实现上述问题的解决。本文利用聚多巴胺(PDA)与其他改性材料结合,对商业的阴离子交换膜进行表面改性,得到性能优良的单价选择性阴离子交换膜。具体工作如下:
采用共沉积改性,在商业的阴离子交换膜表面沉积磺化复合微球(MS)与PDA,得到单价选择性阴离子交换膜。其中MS上的羟基与PDA之间通过氢键结合,PDA的粘附作用实现MS与膜基质之间的连接。MS在膜表面引入一层负电荷物质,通过静电排斥效应实现单价选择性(Cl-/SO42-)。同时MS的负电性能提高改性膜的抗污染性。用Cl-/SO42-的透过选择性评价单价选择性,同时在十二烷基苯磺酸钠(SDBS)的存在下,通过记录膜两端的电位差随时间的变化来测试抗污染性能。实验表明,MS-PDA膜具有良好的单价选择性和抗污染性能,本实验过程简单,为制备单价选择性阴离子交换膜提供了思路和借鉴。
利用静电沉积方式,采用磺化还原氧化石墨烯(S-rGO)和PDA对商业阴离子交换膜进行改性。在贻贝生物粘附的启发下,S-rGO-PDA膜表面的PDA涂层由于附着力强而增强了S-rGO纳米片的稳定性,解决改性层容易脱落的问题。用Cl-/SO42-的透过选择性及长时间电渗析运行过程中Cl-和SO42-浓度的变化分别评价单价选择性和稳定性。此外,以SDBS为污染物,通过记录膜两端的电位差随时间的变化来测试抗污染性能。结果表明,S-rGO-PDA膜与S-rGO膜的单价选择性分别为2.50和2.46,比原膜(1.08)高。且S-rGO-PDA膜在70h的电渗析过程中,Cl-和SO42-浓度没有发生明显变化。此外,与S-rGO膜相比,S-rGO-PDA膜的抗污染性能有所改善。因此,S-rGO-PDA膜在保持与S-rGO膜相似的单价选择性的同时,其抗污染性和稳定性都得到了提高。此方法材料易得,且具有普适性。
采用共沉积改性,在商业的阴离子交换膜表面沉积磺化复合微球(MS)与PDA,得到单价选择性阴离子交换膜。其中MS上的羟基与PDA之间通过氢键结合,PDA的粘附作用实现MS与膜基质之间的连接。MS在膜表面引入一层负电荷物质,通过静电排斥效应实现单价选择性(Cl-/SO42-)。同时MS的负电性能提高改性膜的抗污染性。用Cl-/SO42-的透过选择性评价单价选择性,同时在十二烷基苯磺酸钠(SDBS)的存在下,通过记录膜两端的电位差随时间的变化来测试抗污染性能。实验表明,MS-PDA膜具有良好的单价选择性和抗污染性能,本实验过程简单,为制备单价选择性阴离子交换膜提供了思路和借鉴。
利用静电沉积方式,采用磺化还原氧化石墨烯(S-rGO)和PDA对商业阴离子交换膜进行改性。在贻贝生物粘附的启发下,S-rGO-PDA膜表面的PDA涂层由于附着力强而增强了S-rGO纳米片的稳定性,解决改性层容易脱落的问题。用Cl-/SO42-的透过选择性及长时间电渗析运行过程中Cl-和SO42-浓度的变化分别评价单价选择性和稳定性。此外,以SDBS为污染物,通过记录膜两端的电位差随时间的变化来测试抗污染性能。结果表明,S-rGO-PDA膜与S-rGO膜的单价选择性分别为2.50和2.46,比原膜(1.08)高。且S-rGO-PDA膜在70h的电渗析过程中,Cl-和SO42-浓度没有发生明显变化。此外,与S-rGO膜相比,S-rGO-PDA膜的抗污染性能有所改善。因此,S-rGO-PDA膜在保持与S-rGO膜相似的单价选择性的同时,其抗污染性和稳定性都得到了提高。此方法材料易得,且具有普适性。