碳纳米管中间层高性能正渗透复合膜的制备与研究

为了制备兼具高通量和高盐截留的聚酰胺正渗透复合膜,采用喷涂的方法在传统聚砜基底制备构建超薄碳纳米管(CNTs)中间层,并在碳纳米管中间层表面界面聚合制备聚酰胺层.本文从聚酰胺复合膜的支撑层和活性层之间的界面调控入手,系统研究了CNTs中间层对聚酰胺(PA)活性层生成过程和形貌结构的影响,并测试分析了CNTs中间层对聚酰胺复合膜正渗透性能的影响.实验结果表明,喷涂CNTs中间层的复合正渗透膜显著提升了水通量,在1mol/L的NaCl溶液作为汲取液的情况,复合膜在PRO模式下的平均水通量达33.27L/(m2·h),较未含有CNTs中间层的复合膜通量提升了55.18%,而且"净盐通量"下降了26.63%,仅为0.047g/L.通过构建碳纳米管(CNTs)中间层,大幅提升了聚酰胺复合正渗透膜的水通透性,同时并不牺牲复合膜的盐截留性能,克服了传统正渗透复合膜的水渗透-盐截留trade-off效应.     

构建高性能复合正渗透膜及其在果汁浓缩中的应用

传统果汁浓缩技术存在营养损失大和口感差,以及设备管理成本高等缺点.近年来,正渗透技术因其可以弥补传统浓缩技术的缺陷,受到越来越多的关注.但浓缩过程中由于缺乏高性能的正渗透膜,大大限制了其应用推广.通过在聚砜支撑层背面构建碳纳米管(CNT)抗污染层,在支撑层表面界面聚合制备高性能聚酰胺复合正渗透膜,并应用于果汁浓缩.通过扫描电子显微镜的表征、支撑层盐扩散系数及TFC膜的水通量和反向盐通量的测定等方法,考察了CNT层对TFC膜结构及性能的影响.随后考察在实际果汁浓缩时TFC膜的通量衰减和恢复情况.结果表明,当抽滤CNT分散液的体积为20mL时,TFC膜性能最佳,浓缩果汁时膜通量显著优于未含CNT的对照膜.运行4 200min进行果汁浓缩时,膜通量衰减率和恢复率均明显优于对照膜.     

喹诺酮类抗生素的分子印迹电化学传感检测

喹诺酮类(QNs)抗生素残留极大危害生物体和环境,其含量低、种类多、基质复杂,通常需要进行样品前处理结合色谱/质谱分析以实现灵敏检测。分子印迹聚合物(MIPs)是具有与模板分子在形状、大小及官能团完全匹配的特异性识别位点的高分子聚合物,能选择性识别和富集目标分析物并消除干扰。电化学传感器具有高灵敏度、高选择性、响应时间短等优点,将分子印迹技术应用其中,得到的分子印迹电化学传感器(MIEC)具备了二者的优点。综述了MIEC的构建原理,主要包括电流传感器和电位传感器。此外,重点介绍了MIEC在工业生产和实际生活中对QNs的检测,包括恩诺沙星、氧氟沙星等。最后,提出了MIEC在QNs快速检测中面临的挑战和发展前景。     

海水淡化反渗透膜微生物污染及防控研究进展

随着反渗透技术在海水淡化及废水处理等方面的应用推广,反渗透膜污染问题显得越来越突出,尤其是不可逆的微生物污染,现已成为一个世界性难题.本文基于反渗透膜微生物污染的研究现状及进展,总结归纳微生物污染过程中三个关键阶段包括微生物粘附、生长和扩散的形成特点,发生机制及其影响因素;全面论述微生物污染膜的表面评价方法及膜性能评价方法如水利参数评价等的优缺点;针对微生物污染膜形成的不同生长阶段分别提出相应的防控策略如预处理、水利运行参数调控、反渗透膜的改性及清洗等;最后提出分离膜微生物污染研究的发展方向.     

基于激光偏振技术的海洋牧场水下成像技术研究

良好的水下视觉环境是推动海洋经济发展的前提,海洋牧场的建设对水下成像技术提 出 新的要求,但是受水体环境吸收及散射影响,光信息丢失严重,用常规光学成像方式进行水 下 图像获取会有可视距离短,图像模糊不清,对比度低等缺点。为解决海洋牧场水下成像清晰 度 低的问题,提出一种通过532 nm激光光源与偏振技术相结合的方法并 集成了一款水下相机。 532 nm波段的绿色激光光源在水体环境中受到水体影响较小,传播效 果更佳,偏振成像技术在去 背景光散射中应用广泛,采用532 nm激光光源与偏振成像技术相结合 的方法进行水下图像的获 取,并在模拟海水环境的水池中进行了海参图像获取的实验,实验结果证明在某一偏振角度 下, 532 nm激光光源与偏振成像技术相结合的方式获取的海参图像相比于 自然光下获取的原图像对比 度、清晰度更高,含有的图像信息更加丰富,验证了此方法在水下成像的可行性。     

基于时间序列的GPS定位误差分析

在现代海战场的环境监测中,针对全球定位系统(GPS)的缺陷,采用时间序列分析的方法建立定位误差模型。首先将获得的数据进行平稳化处理,通过依据样本数据的自相关函数和偏相关函数的统计特性确定采用自回归滑动平均(ARMA)模型,然后根据参数的最小二乘估计和AIC准则建立ARMA(4,2)模型。通过对模型的残差分析,得出残差符合白噪声要求,与实际模型拟合程度较高,最后采用预报器对模型进一步预测,根据预报结果修正误差,明显提高了定位的精度。仿真结果表明了时间序列方法可以有效提高GPS的定位精度的有效性。     

基于紫外吸收光谱法的水中氨氮浓度测量方法研究

氨氮是水中常见的污染物,是各类水质检测重要 的指标。水中氨氮含量超标会影 响水生植物、动物的生长,导致水体环境恶化,水环境受到污染。因此,加强水中氨氮 的监测尤为重要。本文基于紫外光谱检测技术,搭建了水中氨氮浓度紫外光谱检测系统。 通过检测系统将液相氨氮转换为气相氨气,获得氨气在 190-235nm波长间的紫外吸 光度,并分别采用傅里叶滤波和傅里叶变换两种数据处理方式对吸光度信号进行分析。 结果表明,经傅里叶滤波后氨气的吸光度在190-235nm波长间存在明显的周期性的峰 值,周期约为4nm,随着氨气浓度的增加其吸光度峰值也增大。通过最小二乘法拟合 发现,氨气的吸光度和浓度之间存在着良好的线性关系,相关系数为0.99814。经傅里 叶变换后的吸光度信号在频域中存在特征频率,通过拟合发现,振幅强度与氨氮浓度之 间同样存在线性关系,相关系数为0.98686。实验证明可以根据氨气吸 光度获得氨氮的 浓度,为水中氨氮浓度的检测提供了新的检测手段。     

基于SWAT模型的小清河流域总氮输出模拟研究

小清河流域工业和农业发达,点源和非点源污染均比较严重,致使河流总氮含量严重超标,对下游河口及莱州湾的水生态与环境产生了深刻影响。本文基于实测径流和总氮资料,对小清河流域SWAT模型进行了校准和验证,在此基础上,模拟和分析了流域2008-2013年总氮负荷的时空特征,并对其污染来源进行了甄别。研究结果表明:小清河流域总氮的年输出量与年径流量趋势总体一致,表现出明显的年际特征,总氮负荷多年均值为38.0×103t。空间上,各子流域的总氮输出量均较高,其中,位于农业发达的寿光市和章丘市、工企业较多的邹平县、人口密度大的济南市区等区域的子流域总氮输出量最高。流域总氮负荷主要来自非点源污染源,其中,农业施肥引起的氮素流失和畜禽养殖的污水排放对流域总氮输出的贡献分别为32.5%和29.5%,另外,工业和城镇污水的氮排放量也较高,分别占流域总氮输出量的19.4%和16.5%。为此,须结合点源和非点源污染源对小清河流域氮污染物进行总量控制和削减。     

有机溶剂分离膜技术研究进展

利用绿色节能的膜分离技术实现有机溶剂的分离、纯化以及回收具有重要的科学意义和研究价值.常用的有机溶剂分离膜技术主要包括渗透汽化技术、蒸汽渗透技术和有机溶剂纳滤、反渗透技术.以有机溶剂分离膜技术的最新研究进展为核心,综合评价了现有有机溶剂分离膜技术的优势以及目前存在的问题.介绍了目前常用分离膜技术纯化分离有机溶剂的基本思路和原理,详细列举了有机溶剂分离膜的膜材料、技术分类、制膜方法以及典型应用案例,为分离膜技术在有机溶剂分离纯化领域的应用提供指导与借鉴.