刚性MOF/PEI@PAN纳米复合膜的制备及其性能研究开题报告

 2022-08-29 09:44:32

全文总字数:6513字

1. 研究目的与意义(文献综述)

我国是世界上最大的纺织品生产国之一,纺织厂印染废水污染严重。每年排放水量约 20~23亿吨,占国家废水排放的 11%左右。这些染料大多数颜色艳丽且带有毒性,进入水体后还会降低阳光的穿透性,水生生物的光合活性受到影响,甚至在生物体内积累后通过食物链进行传递,给人类及其他生命的生存与健康带来严重威肋。

目前处理染料废水的物理方法包括吸附法、混凝法和膜分离法;化学方法包括 Fenton法、光催化氧化法、电化学法、电化学氧化法;生物处理方法主要包括好氧生物处理法、厌氧生物处理法和厌氧一好氧组合生物处理法。物理方法中,吸附法虽然成本低廉、操作简便且能够选择性地富集某些污染物,但由于染料废水成分复杂,很难用吸附剂完成对各个组分的吸附。混凝法在实际工业生产中应用广泛,但也存在着用量大、成本高、泥渣量多、脱水困难等缺点。而化学方法虽可以成功的降解废水中的有机物,但是存在处理成本高,工艺复杂的问题,且在处理废水过程中会引入新的化学物质,造成二次污染。生物法适用范围广泛,能够用于处理大流量的污水,且处理价格相对便宜,但染料废水中常含有有毒物质,对微生物具有阻碍和毒理作用,使部分有机物不能完全被分解,最终使处理效果不佳。与一般废水处理方法相比,膜分离法应用于印染废水的处理,具有选择性好,水通量高,设备简单,操作方便,安全可靠,不发生相变,使用寿命长,可在常温下进行等优点。

2. 研究的基本内容与方案

通过自组装和界面聚合结合的方法在聚丙烯腈(PAN)基体表面键合刚性MOF材料,制备刚性MOF基纳米复合膜,在保证对水有高通量的的同时拒绝染料大分子的渗透,从而实现染料废水的分离。

先使PAN膜正常水解,在表面形成羧酸根,再将钙离子与羧酸跟成键,最后引入方酸根与钙离子配位,形成刚性MOF基纳米复合膜。

3. 研究计划与安排

2019/2月~3月 进行与课题相关文献的阅读,初步归纳出实验方案;

2019/3月~4月采用自组装和界面聚合结合的方法制备mof/pei@pan纳米复合膜;

2019/4月~5月 完成复合膜结构与热力学性能的表征与分析

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] a) m. zhou, j. e.kilduff, g. belfort, new membranes and advanced materials for wastewatertreatment, vol. 1022 (eds.:a. mueller, b. guieysse, a. sarkar), acs symposiumseries,2009, pp. 209–218; b) b. van der brüggen, ind. eng. chem. res.2013, 52,10335–10341.

[2] v.-t. hoang, k. serge, chem. rev. 2013,113, 4980–5028.

[3] a) p. s. goh, a. f. ismail, s. m. sanip,b. c. ng, m. aziz, sep.purif. technol. 2011, 81, 243–264; b) v. valentin, t.lubomira,chem. rev. 2013, 113, 6734–6760.

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