膠團強化超濾增溶截留水中苯酚的效能機理與應用研究.pdf

1、本論文針對膠團強化超濾技術增溶截留水中苯酚的效能機理及應用基礎進行了研究。確定了以陽離子型表面活性劑十六烷基氯化吡啶為膠團生成源，采用卷式聚砜超濾膜進行超濾，系統(tǒng)研究了各控制參數(shù)對膠團強化超濾增溶截留苯酚效能的影響；對膠團強化超濾增溶截留苯酚的效能進行優(yōu)化，減少滲透液中苯酚和十六烷基氯化吡啶(CPC)的濃度，提高二者的濃縮比；通過核磁共振氫譜，分析探討苯酚在CPC膠團中的增溶機理和過程；使用化學沉淀法對截留液中苯酚和CPC的分離和回收進

2、行了初步的研究。 三種不同類型表面活性劑十二烷基硫酸鈉(SDS)、十六烷基氯化毗啶(CPC)和辛基酚聚氧乙烯(9)醚(Tritonx-100)中只有CPC對于苯酚有明顯的增溶效應，因此后續(xù)研究都以CPC為膠團生成源進行。超濾膜的操作方式是抑制濃差極化現(xiàn)象的關鍵，對超濾的效能有重要影響，應采取截留液回流的操作方式。采用兩種聚砜卷式超濾膜P6(MWCO為6000Dalton)和P10(MWCO為10000Dalton)和陽離子表面

3、活性劑十六烷基氯化吡啶(CPC)對苯酚進行膠團強化超濾，通過考察滲透通量、苯酚和CPC的截留和濃縮以及二者在膜上的吸附量的變化，研究了CPC和苯酚的濃度、超濾膜的截留分子量、截留液流量、膜操作壓力、進料液溫度和pH值對膠團強化超濾增溶截留苯酚效能的影響。為了提高CPC膠團強化超濾增溶截留苯酚的效能，添加SDS、Tritonx-100和電解質(zhì)(NaCl、Na2SO4和Na2CO3)與CPC進行復配，發(fā)現(xiàn)只有電解質(zhì)的效果較為理想，強弱順序為

4、Na2CO3>Na2SO4>NaCl。從表面張力、膠團粒徑和zeta電位著手，研究了電解質(zhì)對膠團自組裝性能的影響，揭示了電解質(zhì)增強CPC膠團強化超濾增溶截留水中苯酚效能的內(nèi)在原因。通過核磁共振氫譜，研究了CPC膠團增溶苯酚的過程和機理，發(fā)現(xiàn)苯酚是依靠與CPC膠團離子基頭上N+間的靜電吸引吸附在膠團表面，以及疏水內(nèi)核對苯基的疏水作用進行增溶，而且前者起主要作用，后者只是在苯酚濃度較大時有一定作用。而添加Na2CO3后會使吸附于膠團表面的苯

5、酚根離子沿著CPC膠團的碳氫鏈向內(nèi)核移動，但不會進入內(nèi)核，只是比未添加Na2CO3時更靠近CPC疏水內(nèi)核。采用化學沉淀法分離和回收截留液中的CPC和苯酚，分別針對無碳酸鈉和有碳酸鈉的情況進行了研究，發(fā)現(xiàn)分離和回收截留液中的CPC和苯酚效果不是非常理想，還需要尋找更為方便高效的方法。 本論文的研究結(jié)果表明，采用CPC和卷式聚砜超濾膜的膠團強化超濾技術可以快速有效地增溶截留水中的苯酚，在添加碳酸鈉的情況下，其效能能夠得到極大提升，

6、CPC和苯酚的截留率以及濃縮比得到明顯提高。研究中采用納米粒度zeta電位儀從膠團自組裝效能的角度揭示了碳酸鈉增強CPC膠團強化超濾增溶截留苯酚性能的原因；運用核磁共振氫譜，探討分析了苯酚在CPC膠團中增溶的過程和機理。本論文針對膠團強化超濾增溶截留水中苯酚過程中的參數(shù)控制、工藝優(yōu)化、CPC膠團增溶苯酚的過程及機理等關鍵問題進行了研究和探討，為實現(xiàn)膠團強化超濾技術在含酚廢水中處理中的應用和推廣奠定基礎，具有較好的理論意義和實際應用前景。