道南渗析除砷过程影响因素分析

道南渗析(Donnan dialysis)是电化学势差驱动的选择性膜过程,可用于饮用水中砷酸根离子[As(Ⅴ)]的去除。通过对膜相As(Ⅴ)传质模型中参数的系统分析讨论了As(Ⅴ)膜相自扩散系数、膜对As(Ⅴ)的选择性、膜面积和膜厚度等对道南渗析除砷过程的影响。结果表明,当转速高于200 r·min-1时膜相传质为道南渗析除砷的速率限制步骤。提高膜相自扩散系数、增大膜有效面积、减小膜厚度能同等程度地改善As(Ⅴ)渗析传质效果,但这些参数并不影响道南平衡达到时料液中As(Ⅴ)的残余浓度。改变料液和解吸液的溶液条件直接影响膜相As(Ⅴ)浓度梯度,不仅影响As(Ⅴ)渗析通量,也会改变道南平衡。选择高填充密度的膜组件、及时去除解吸液中富集的As(Ⅴ)是提高道南渗析除砷装置运行效率的有效手段。     

道南渗析除砷过程影响因素分析

道南渗析(Donnan dialysis)是电化学势差驱动的选择性膜过程,可用于饮用水中砷酸根离子[As(Ⅴ)]的去除。通过对膜相As(Ⅴ)传质模型中参数的系统分析讨论了As(Ⅴ)膜相自扩散系数、膜对As(Ⅴ)的选择性、膜面积和膜厚度等对道南渗析除砷过程的影响。结果表明,当转速高于200r·min^-1时膜相传质为道南渗析除砷的速率限制步骤。提高膜相自扩散系数、增大膜有效面积、减小膜厚度能同等程度地改善As(Ⅴ)渗析传质效果,但这些参数并不影响道南平衡达到时料液中As(Ⅴ)的残余浓度。改变料液和解吸液的溶液条件直接影响膜相As(Ⅴ)浓度梯度,不仅影响As(Ⅴ)渗析通量,也会改变道南平衡。选择高填充密度的膜组件、及时去除解吸液中富集的As(Ⅴ)是提高道南渗析除砷装置运行效率的有效手段。     

聚乙烯醇/改性壳聚糖杂化膜的制备及其碱回收性能

采用壳聚糖（CS）和1,3丙磺酸内酯反应生成—SO3H基团并依次加入聚乙烯醇（PVA）和正硅酸四乙酯（TEOS）,通过溶胶凝胶法与磺化CS交联制备一系列具有不同磺化CS含量的新型磺化PVA/CS/SiO2杂化膜。采用傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜和动态热力学测试技术、以及离子交换容量,含水量、线性膨胀率等数据系统地研究了磺化CS含量对杂化膜的物理和化学性能的影响。结果表明,膜的水含量、线性膨胀率和离子交换容量的范围分别为10 %~25 %、15 %~20 %、0.10~0.65 mmol/g;制备的杂化膜拥有优异的OH-离子渗析性能和可接受的选择性,渗析系数（UOH）和分离因子（S）范围分别为0.0135~0.0160 m/h、15.6~26.9。     

荷正电纳滤膜的制备及其在重金属废水处理中的应用研究

以哌嗪(PIP)和均三苯甲酰氯(TMC)为两相单体,在聚醚砜(PES)基膜表面进行界面聚合反应得到TFC膜,进而通过添加2-氯-1-甲基吡啶鎓碘化物活化接枝树状大分子改性制备了荷正电聚酰胺复合纳滤膜(G-TFC)。研究了3种膜的结构和性质,以及G-TFC膜对3种重金属离子的去除情况。结果表明,改性后的G-TFC膜亲水性增加,接触角由75.0°±2.0°降至46.9°±3.5°,且等电点提高至9.9 m V。G-TFC膜对质量浓度50~500 mg/L的单一Cu~(2+)、Ni~(2+)和Pb~(2+)离子溶液的通量在25~30 L/(m~2·h),截留率均90%,且满足Cu~(2+)Ni~(2+)Pb~(2+)的规律;对混合Cu~(2+)、Ni~(2+)和Pb~(2+)溶液的通量为30.6 L/(m~2·h),对Cu~(2+)和Pb~(2+)的截留率96%。     

膜电解处理含铜电镀废水研究

以氨水为电解质处理含铜电镀废水的膜电解过程中,通过阳离子交换膜迁移的主要离子包括Cu2、NH4+及H+,废水中Cu2的去除方式包括在电场力和渗析作用下废水中Cu2+通过阳离子交换膜进入阴极室,以及由于NH4+的迁移,在废水中形成Cu(OH)2絮体.采用膜电解技术,在V(氨水)∶V(纯水)分别为3∶5、2∶5、1∶8的情况下,对p(Cu2+)=109 mg/L电镀废水进行膜电解去除废水中Cu2的实验研究.结果表明,在V(氨水):V(纯水)为3∶5时,电解5h,废水中Cu2+去除率为94.71％,ρ(Cu2+)为5.79 mg/L;废水中形成的Cu(OH)2絮体中Cu2的质量浓度约占膜电解过程去除ρ(Cu2+)的40％.     

扩散渗析-电渗析回收赖氨酸离子交换废液中的盐

为缓解电渗析膜污染,提高电渗析性能,采用阴膜扩散渗析对待脱盐的赖氨酸离子交换废液进行净化处理,对扩散渗析回收的(NH4)2SO4溶液进行电渗析脱盐浓缩。结果表明,当扩散渗析流量为5.6 L/h时,扩散渗析的扩散系数达2.24?10?7 cm2/s,离子交换废液中(NH4)2SO4透过率约为30%,可截留90.1% Mg2+和94.5%有机氮、80.3%蛋白、86.0%总糖、79.3%化学需氧量(COD);与直接电渗析赖氨酸离子交换废液相比,对扩散渗析回收的(NH4)2SO4溶液进行电渗析脱盐浓缩,SO42?膜通量、电流效率分别提高了55.7%和18.3%,操作时间、单位膜通量能耗分别降低了26.1%和42.3%。用扩散渗析净化赖氨酸离子交换废液可有效缓解后续电渗析的膜污染,提高电渗析性能。     

不同Cu~(2+)浓度下热再生氨电池产电及Cu~(2+)去除特性

热再生氨电池(thermally regenerative ammonia-based battery,TRAB)在废弃资源回收方面展现出独特优势和良好应用前景。通过构建TRAB来处理含Cu~(2+)废液并回收电能和铜资源,实验中研究了不同Cu~(2+)浓度对电池产电性能和废液Cu~(2+)去除效果的影响。研究结果表明,当阴极废液Cu~(2+)浓度低于0.2 mol/L时,随着Cu~(2+)浓度的增加,电池最大输出功率不断增加,电池输出电压和产电周期不断增加,促使批次获得电量和能量密度也不断增加。同时采用TRAB技术去除废液中铜离子具有较高的去除效率,而且去除率随着废液中铜离子浓度的增加而增加。后续研究采用TRAB结合电凝法的两步处理法有望进一步提高处理效果,具有较好的经济性和应用前景。     

盐酸溶液通过交替沉积的聚电解质自组装多层膜的渗透实验研究

采用交替沉积的自组装方法在多孔支撑体上制备了PAH/PSS、PVA/PVS、PDADMAC/PSS三种聚电解质超薄膜,研究了盐酸溶液在浓度梯度下通过所制备膜的渗透行为。实验发现在一定条件下,盐酸的渗透通量随盐酸浓度的增加而增加、与聚电解质自组装膜的组装层数n和膜材料的电荷密度ρc分别成如下的关系:J=5.221+11.755e-n/15.279及J=1.624+102.851e-ρc/0.028(J的单位为:10-10mol?cm?2?s?1)。研究表明:膜的组装层数越多(厚度越大)或膜材料的电荷密度越高时,盐酸的渗透通量越小;通过控制膜的组装层数(厚度)或合成不同电荷密度的膜,可有效地控制膜的渗透速率。     

用全氟磺酸离子交换膜传递水溶液中的甘氨酸

用全氟磺酸Na~ ,Ag~ ,和Cs~ 型离子交换膜对传递甘氨酸进行了研究。传递的特性和传递初始通量取决于膜的离子类型。Na~ 型膜的初始通量不随甘氨酸浓度的增加而增加。Cs~ 型膜传递的初始通量随甘氨酸浓度的增加而缓慢增加,但整个的初始通量很低。Ag~ 型膜则不同,当甘氨酸浓度低时,其初始传递通量迅速增加,随着甘氨酸浓度的增加,初始传递通量增加的趋势逐渐减缓。当甘氨酸的浓度为2.0mol/L,pH6,温度26℃时,测得Na~ 、Ag~ 和Cs~ 型膜的初始传递通量分别为4.5×10~(-8)mol/s·cm~2、8.0×10~(-8)mol/s·cm~2和1.6×10~(-8)mol/s·cm~2。测得甘氨酸通过Na~ 型膜的表观活化能为5.5 k cal/mol。pH 值对甘氨酸初始传递通量也有影响,当pH 在8—10之间时可获得高的初始传递通量。     

2’-(4-羧基苯亚甲基)-2-羟基苯甲酰腙荧光探针法测定水样中的微量铜

基于Cu~(2+)对2’-(4-羧基苯亚甲基)-2-羟基苯甲酰腙(CHBH)荧光的增敏作用,建立了测定水样中Cu~(2+)的荧光探针法。实验结果表明,在p H=9.89 B-R缓冲溶液中,Cu~(2+)浓度在0.04~0.50μmol/L范围内,荧光强度的增敏值(ΔF)与Cu~(2+)浓度呈线性关系,线性方程为ΔF=383cCu+6.2,相关系数(r)为0.995 3,方法检出限0.02μmol/L。本方法用于加标水样中Cu~(2+)的分析,RSD为1.94%~3.1%,Cu~(2+)的平均回收率为93.17%~95.00%。     

有机无机杂化PVA/SiO_2阳离子交换膜的制备及电化学性能表征

在酸性条件下制备了有机-无机杂化PVA/SiO_2阳离子交换膜,在无机链端引入了磺酸基团。利用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)、物理化学(氧化稳定性,IEC和吸水率)和电化学性能测试方法(膜电阻,迁移数和选择透过性)对制备的膜及商品苯乙烯膜进行了广泛表征。结果表明,与苯乙烯膜相比,制备的PVA/SiO_2阳离子交换膜具有良好的选择透过性和低电阻中。6%-PVA/SiO_2的离子交换膜的综合性能最好,可能应用于"双膜三室"钴回收系统。     

有机无机杂化PVA/SiO_2阳离子交换膜的制备及电化学性能表征

在酸性条件下制备了有机-无机杂化PVA/SiO_2阳离子交换膜,在无机链端引入了磺酸基团。利用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)、物理化学(氧化稳定性,IEC和吸水率)和电化学性能测试方法(膜电阻,迁移数和选择透过性)对制备的膜及商品苯乙烯膜进行了广泛表征。结果表明,与苯乙烯膜相比,制备的PVA/SiO_2阳离子交换膜具有良好的选择透过性和低电阻中。6%-PVA/SiO_2的离子交换膜的综合性能最好,可能应用于"双膜三室"钴回收系统。     

乙二胺四乙酸钠对纳滤铜去除效能的影响

以乙二胺四乙酸钠(EDTA)为络合剂,选取含有重金属铜的土壤酸性沥出液为研究对象,探索络合纳滤工艺对Cu~(2+)去除率和膜通量的强化效果,并研究了p H、EDTA含量和压力对络合纳滤过程的影响,同时采用正交实验设计络合纳滤工艺条件进行了优化。结果表明,优化操作条件为:温度20℃,压力1.8 MPa,p H为4.0,c(EDTA):c(Cu)为1:6。EDTA可以明显地增强纳滤膜对Cu~(2+)的截留率和膜通量,与不添加EDTA相比,Cu~(2+)截留率从94.6%增至99.7%,膜通量从62 L/(m2·h)增至160 L/(m~2·h)。     

8-羟基喹啉偶氮衍生物与金属阳离子相互作用的光谱研究

本工作合成了系列8-羟基喹啉偶氮类衍生物,研究了8-羟基喹啉偶氮衍生物与金属阳离子相互作用的光谱研究。研究结果表明,8-羟基喹啉偶氮类衍生物对金属阳离子具有较高的选择性。衍生物D对Cd~(2+)具有较高的选择性,特征峰由437nm红移至453nm处,说明取代基对富电子的苯环的电子效应不同。金属阳离子的响应程度为Fe~(3+)Cu~(2+)Cd~(2+)Al~(3+)Ba~(2+)Ca~(2+)Na+,这可能与金属阳离子对主体化合物的分子内电荷诱导能力有关。金属Cu~(2+)对衍生物具有浓度识别作用,随着Cu~(2+)浓度的增加,电荷转移吸收峰先增加后下降,表明该衍生物D可定量识别Cu~(2+)。     

电渗析用聚乙烯醇系离子交换膜的制备及阳离子交换含量和化学交联剂浓度对膜基本性能的研究

以聚乙烯醇(PVA)、苯乙烯-磺酸钠(SSS)作为制备膜的材料,采用戊二醛(GA)作为化学交联剂,经过溶液浇铸法和160摄氏度热处理后制备聚乙烯醇系阴离子交换膜,考察了阳离子交换含量和化学交联剂浓度对所制备出离子交换膜基本性能的影响。结果表明,膜含水率随交联剂GA浓度的增加而减小,而随SSS含量的增加而增加,在C~m_(SSS)=13%,C_(GA)=0.01时阳离子交换膜具有最高含水率0.57;膜的面电阻随交联剂GA浓度的增加而增加,而随膜中SSS含量的增加而减小,在C~m_(SSS)=13%,C_(GA)=0.01时膜面电阻最低,其值为0.81。     

新型高密度电荷聚阴离子PVA-g-PAC膜材料的合成

采用硝酸铈铵[Ce(Ⅳ)]-聚乙烯醇(PVA)氧化还原体系作引发剂,PVA与丙烯酸(AC)进行接枝共聚,得到了PVA接枝聚丙烯酸共聚物(PVA-g-PAC).研究了反应条件对接枝共聚反应的影响,并对反应机理进行了初步探讨.将PVA-g-PAC钠盐与季铵化聚阳离子PVA制备聚离子复合物膜,初步用于乙醇/水渗透汽化膜分离,分离因子α=600～2000、渗透通量J=500～1000 g/(m2·h).     

不足酸量再生H~+交换剂的H~+—Na~+串联固定床离子交换软水系统的原理与应用

<正> 用不足酸量再生H~+交换剂的H~+——Na~+串联固定床离子交换软水系统,国内已有许多单位采用,我省沾益化肥厂就是其中之一。本文就此系统的原理与应用谈一些认识。一、弱酸性阳离子交换基团的性质阳离子交换剂,按其离子交换基团中反离子(起交换作用的H~+)电离的难易程度有弱酸性和强酸性之分。强酸性阳离子交换剂的交换基团为磺酸基(—SO_3H),其中之H~+与交换基团中的内层离子(—SO_3~-)结合力较小,在溶液中极易离解出来;弱酸性阳离子交换剂的交换基团有酚羟基(—OH)、羧酸基(—COOH)及磷酸基(—PO_3H_2)     

共聚物水凝胶在金属离子溶液中的消溶胀动力学

采用重量分析法对达到溶胀平衡的AA/AMPS、AA/DMAEMA和AMPS/DMAEMA共聚物水凝胶在金属离子溶液中体积收缩变化的动力学过程进行了研究,结果表明:共聚物水凝胶在4种金属离子(Ag~+、Cu~(2+)、Fe~(3+)、Pb~(2+))溶液中均发生体积收缩的响应变化,并且这种变化程度随着金属离子溶液浓度的增加而增加,由"指数衰减第一顺序"函数可以较好地拟合水凝胶体积收缩响应过程的实验数据;在相同的金属离子浓度下,AA/AMPS、AA/DMAEMA和AMPS/DMAEMA水凝胶的平衡体积收缩比(V_∞/V_0)和消溶胀速率常数K_d大小顺序总体一致,分别为Fe~(3+)Pb~(2+)Cu~(2+)Ag~+、Cu~(2+)Fe~(3+)Pb~(2+)Ag~+和Pb~(2+)Fe~(3+)Cu~(2+)Ag~+。通过"孤对电子-空轨道"理论从结构上解释了水凝胶在不同价态重金属溶液中的消溶胀机理;AA/AMPS-Fe~(3+)体系、AA/DMAEMA-Cu~(2+)体系和AMPS/DMAEMA-Pb~(2+)体系体积收缩过程的活化能E_(?)分别为3.081、1.86、1.917 kJ·mol~(-1)。     

Cu~(2+)印迹壳聚糖/聚乙烯醇膜的制备及其吸附性能研究

基于壳聚糖对金属离子的螯合机理,同时采用离子印迹法和共混法改性壳聚糖膜,制备了Cu~(2+)印迹壳聚糖/聚乙烯醇膜(CS(Cu~(2+))/PVA),并研究了其对Cu~(2+)的吸附性能。利用SEM、 FT-IR对其进行表征,并探讨了各因素对吸附效果的影响,结果表明:当PVA添加量为7.5%, Cu~(~(2+))初始浓度为100 mg·L-1,吸附剂添加量为0.01 g, pH=5.00时, CS(Cu~(2+))/PVA对Cu~(2+)的吸附量最大,为182.1 mg·g-1,是壳聚糖膜(CS)吸附量的1.9倍。吸附在90 min内达到平衡,吸附等温线既符合Langmuir模型,也符合Freundlich模型。吸附动力学符合拟二阶动力学模型。3次循环使用后,吸附量仍可达到102.7 mg·g~(-1)。在有Pb~(2+)存在的混合溶液中,其对Cu~(2+)的吸附量为150.39 mg·g-1,是对Pb~(2+)吸附量(22.14 mg·g-1)的7倍,表现出优异的吸附选择性。     

新型阳离子交换纤维对重金属离子吸附行为的研究

用各种现代分析手段,较系统地研究了我们首次研制的新型阳离子交换纤维SCVCIEF-c_1、SCVCIEF-b_1及HONCIEF对Cu~(2+)、Co~(2+)、Ni~(2+)的静态交换平衡特性,并初步研究了吸附机理。实验结果表明,这几种交换纤维对Cu~(2+)、Co~(2+)、Ni~(2+)均具有较好的吸附性能,吸附体系的pH、温度、离子浓度都对纤维的交换容量及吸附选择性有较大影响。SCVCIEF与重金属离子的交换以静电引力为基础的离子对形式交换为主,HONCIEF则较之SCVCIEF更容易与重金属离子发生络合。