發(fā)布時(shí)間：2020-05-25 13:11

【摘要】：膜處理技術(shù)在凈化印染廢水中具有重要作用,然而,濃差極化、膜污染嚴(yán)重導(dǎo)致膜通量顯著變小是該技術(shù)所面臨的重要挑戰(zhàn),因此常常需要對原始膜進(jìn)行必要的改性。碳納米管(carbon nanotubes,CNTs)由于對大量污染物具有優(yōu)異的吸附性能、且良好的物理化學(xué)特性等優(yōu)點(diǎn),使其成為一種被廣泛應(yīng)用的吸附劑。而漆酶(laccase)作為一種多酚氧化酶,可有效降解多種類型染料和微污染物。因此,本實(shí)驗(yàn)一方面將碳納米管與膜結(jié)合,利用過濾和吸附方法,制備具有納濾膜性能的碳納米管-吸附動(dòng)態(tài)膜(adsorptive dynamic membrane,ADM);另一方面,在吸附動(dòng)態(tài)膜(ADM)的基礎(chǔ)上添加漆酶,同理制備具有生物降解特性的仿生動(dòng)態(tài)膜(biomimetic dynamic membrane,BDM),從而達(dá)到提高污染物截留率及抗污性能,同時(shí)降低膜污染、增大膜通量的效果。因此,本實(shí)驗(yàn)將分為吸附動(dòng)態(tài)膜(ADM)與仿生動(dòng)態(tài)膜(BDM)兩部分作研究。第一部分,本實(shí)驗(yàn)首先研究制備時(shí)間、碳納米管負(fù)載量、跨膜壓差(transmembrane pressure,TMP)和剪切力對制備吸附動(dòng)態(tài)膜(ADM)的影響以評估其性能。結(jié)果表明:在轉(zhuǎn)速50 rpm,跨膜壓差1.0 bar,碳納米管負(fù)載量55 g m~(-2)及制備時(shí)間10分鐘的條件下,可制備表面具有最佳均勻多孔結(jié)構(gòu)的吸附動(dòng)態(tài)膜(ADM)。其次,研究運(yùn)行條件(剪切力、跨膜壓差、碳納米管負(fù)載量及染料種類與濃度)對吸附動(dòng)態(tài)膜(ADM)的膜滲透通量及染料去除率的影響。此外,在跨膜壓差0.5 bar和時(shí)間1 min的條件下,反沖洗可徹底清除吸附動(dòng)態(tài)膜(ADM)上已達(dá)吸附飽和狀態(tài)的碳納米管層。第二部分,首先探究順序過濾與混合過濾兩種制備方式對仿生動(dòng)態(tài)膜(BDM)的性能影響,結(jié)果表明:混合過濾方式可確保漆酶與碳納米管更加充分地結(jié)合固定。隨后,研究運(yùn)行條件(碳納米管和漆酶負(fù)載量、染料濃度、轉(zhuǎn)速及跨膜壓差對仿生動(dòng)態(tài)膜(BDM)去污能力及穩(wěn)定性的影響,同時(shí)和上部分制備的吸附動(dòng)態(tài)膜(ADM)作比較以評估兩者之間的差異。分析結(jié)果可知:仿生動(dòng)態(tài)膜(BDM)比吸附動(dòng)態(tài)膜(ADM)具有更強(qiáng)的去污性能,適量的碳納米管和漆酶負(fù)載量可降低過濾阻力和提高催化性。另一方面,反沖洗可較為徹底地去除失活后的仿生層,從而制備新的放生動(dòng)態(tài)莫(BDM)。
【圖文】：

圖 1-1 單壁碳納米管與多壁碳納米管結(jié)構(gòu)圖[30]Fig. 1-1. Structure chart of SWCNTs and MWCNTs管改性制備工藝的差異，碳納米管（CNTs）往往會(huì)含有各種雜因?yàn)榫哂懈邩O化率、疏水性和平滑的表面結(jié)構(gòu)可引起很從而影響其性能表現(xiàn)，因此往往要通過對其改性，賦予各散性和其他特性[31]。常見的改性方法有堿激發(fā)、表面氧化磁性顆粒改性、零價(jià)鐵改性、特殊化學(xué)衍生或改性、高分固定化等[32]。如 Delhalle 等[33]通過紅外照射和重氮化學(xué)碳納米管（CNTs）改性結(jié)合，發(fā)現(xiàn)新合成的物質(zhì)對于吸前的碳納米管（CNTs）具有明顯的提升。Dai[34]等通過將）和碳納米管（CNTs）固定在靜電紡絲纖維膜上，且該達(dá) 90%以上。

、重金屬、有機(jī)染料、農(nóng)藥等。Guan 等[36]利用羥基化的多壁處理直鏈烷基苯磺酸鹽，，通過疏水效應(yīng)、氫鍵形成等機(jī)理，發(fā)吸附量達(dá) 168 mg g-1；Gupta 等[37]制備三種改性碳納米管（CNT-對三者形貌性能等方面進(jìn)行表征和測試，研究表明在 PH 為 6米管對 Hg（II）有較好的吸附效果，具體排序?yàn)?CNT-S >Ts，而 CNT-S 最大吸附量為 151.5 mg g 1。述、固定化及應(yīng)用述一個(gè)廣泛存在于動(dòng)植物中的多酚含銅氧化酶（如圖 1-2 所示），(T1、T2、T3)，具有高效催化性、對多種污染底物有廣泛特異綠色環(huán)保型催化劑[38-40]。此外，可被漆酶催化的數(shù)量達(dá) 250 種，中及無有毒有害產(chǎn)物生成，在工業(yè)廢水凈化中擁有較好的發(fā)展
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：X791

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本文編號：2680201