电化学阻抗谱技术在水处理分离膜研究中的应用进展

1

作者 来仁杰 辛俊伟 +2 位作者 王磊 王旭东 吕永涛 《材料导报》 北大核心 2025年第8期39-47,共9页

膜分离技术是一种无相变、低能耗、高效率的水处理技术,在海水淡化、饮用水处理、污水深度处理和工业分离等领域已有广泛的应用。电化学阻抗谱(EIS)技术具有原位、快速、无损、可重复性高等优点,通过对反馈信号进行电路拟合可探究离子... 膜分离技术是一种无相变、低能耗、高效率的水处理技术,在海水淡化、饮用水处理、污水深度处理和工业分离等领域已有广泛的应用。电化学阻抗谱(EIS)技术具有原位、快速、无损、可重复性高等优点,通过对反馈信号进行电路拟合可探究离子在膜表面及膜孔内部的分布状态和迁移行为,是深入研究水处理分离膜构效关系及运行状态的一种有力方法。本文简述了EIS技术应用于水处理分离膜研究中的基本原理,在此基础上综述了EIS技术在膜结构、膜性能及膜过程中产生的浓差极化、膜污染等问题研究中的应用进展。最后进行总结并对其发展作出了展望,以期为采用EIS技术对水处理分离膜进行更深入的研究提供参考。 展开更多

关键词 电化学阻抗谱 膜分离技术 膜结构 膜性能 浓差极化 膜污染

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氧化石墨烯纳滤膜插层改性研究进展 被引量：1

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作者 李泾贤 郝嘉劲 +1 位作者 王磊 王旭东 《膜科学与技术》 北大核心 2025年第1期156-171,共16页

近年来,由无机二维材料氧化石墨烯(GO)构筑的纳滤膜因其显著的渗透和分离性能而备受关注.其中,GO纳滤膜内部典型的二维传输通道成为了决定其权衡上限的关键因素.插层法作为一种灵活便捷的改性方式已被证明可用于调控GO纳滤膜的层间通道... 近年来,由无机二维材料氧化石墨烯(GO)构筑的纳滤膜因其显著的渗透和分离性能而备受关注.其中,GO纳滤膜内部典型的二维传输通道成为了决定其权衡上限的关键因素.插层法作为一种灵活便捷的改性方式已被证明可用于调控GO纳滤膜的层间通道性能.但根据插层材料种类和性质的不同,其对GO纳滤膜的综合性能会产生一定影响.因此,本文从GO纳滤膜的层间通道调控出发,强调了插层技术的独特优势.并根据插层材料的属性将其分为刚性纳米材料和柔性纳米材料两大类,详细分析了各类材料在对GO纳滤膜进行插层时结构和性能上的影响.同时,也提出了插层法在制备GO纳滤膜时目前所面临的一些困难和挑战,并对未来的研究方向做出了展望,旨在为设计具有出色稳定性和高分离性能的GO纳滤膜提供参考和借鉴. 展开更多

关键词 纳滤 纳米材料 膜 氧化石墨烯 插层法

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微量Fenton试剂处理对硫酸铵废水膜污染的减缓机制研究

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作者 金珂羽 杨祎凡 +3 位作者 张文娟 屈佳妮 王瑾雯 苗瑞 《水处理技术》 北大核心 2025年第9期48-52,共5页

针对超滤技术在稀土冶炼硫酸铵废水处理过程中的膜污染问题,本研究考察了微量Fenton试剂处理对硫酸铵废水膜污染行为的影响,并结合废水中有机物性能特征解析预处理后的膜污染减缓机制。结果发现,当H_(2)O_(2)和Fe^(2+)的投加量分别为0.1... 针对超滤技术在稀土冶炼硫酸铵废水处理过程中的膜污染问题,本研究考察了微量Fenton试剂处理对硫酸铵废水膜污染行为的影响,并结合废水中有机物性能特征解析预处理后的膜污染减缓机制。结果发现,当H_(2)O_(2)和Fe^(2+)的投加量分别为0.17 mg/L和0.28 mg/L时,膜污染速率及不可逆污染即明显减缓;且随着Fenton试剂投加量的增大膜污染减缓幅度在持续增大。在0.68、1.12 mg/L的H_(2)O_(2)和Fe^(2+)投加量下,膜污染减缓幅度达到40%以上,并伴随着有机物去除率的明显增加。主要是因为Fenton过程的氧化和混凝协同效应,有效改变了硫酸铵废水中有机物性能,降低了有机物在膜界面的吸附累积且形成松散的污染层,促成膜污染大幅度减缓。 展开更多

关键词 稀土冶炼 硫酸铵废水 超滤膜污染 Fenton预处理 膜污染控制

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PVDF-聚多巴胺共混超滤膜结构及性能影响因素研究

4

作者 苗瑞 屈佳妮 +3 位作者 王思雨 万家麟 樊莉 王磊 《膜科学与技术》 北大核心 2025年第5期42-50,共9页

本研究将多巴胺(DA)溶于聚偏氟乙烯(PVDF)铸膜液中,以NaClO溶液为凝胶浴,用浸没沉淀相转化法制备PVDF-聚多巴胺(PDA)共混超滤膜;系统研究了铸膜液中DA含量、预蒸发时间及NaClO浓度对共混膜性能和结构的影响。结果表明,共混膜中PDA形成... 本研究将多巴胺(DA)溶于聚偏氟乙烯(PVDF)铸膜液中,以NaClO溶液为凝胶浴,用浸没沉淀相转化法制备PVDF-聚多巴胺(PDA)共混超滤膜;系统研究了铸膜液中DA含量、预蒸发时间及NaClO浓度对共混膜性能和结构的影响。结果表明,共混膜中PDA形成速率随着DA含量、蒸发时间及NaClO浓度的增大而显著提升。当铸膜液中DA含量达到3%(质量分数)、蒸发时间为60 s及NaClO质量浓度为20 mg/L时,所得PVDF-PDA共混膜综合性能最佳,纯水通量较PVDF超滤膜增加了95%,接触角由81°降至48°,拉伸强度从2.7 MPa提升至3.0 MPa。然而,当DA含量和蒸发时间继续增加,延迟相分离现象加剧,膜表面及断面出现孔道缺陷,导致共混膜的拉伸强度开始衰退;特别是较高浓度NaClO(>20 mg/L)会损伤PVDF基体,导致共混膜出现严重的结构劣化。 展开更多

关键词 超滤膜 聚多巴胺 氧化自聚 膜性能

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五氧化二钒薄膜材料制备方法研究进展

5

作者 杜金晶 孙晔 +4 位作者 朱军 李倩 王斌 刘景田 孟晓荣 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期111-119,共9页

由于V^(5+)的饱和氧化态,五氧化二钒成为钒体系中最稳定的氧化物。作为功能材料,五氧化二钒薄膜在众多科学领域有着巨大的应用潜力,因而受到越来越多的关注。这主要归功于其特殊的层状结构、高能量密度、良好的化学和热稳定性以及优异... 由于V^(5+)的饱和氧化态,五氧化二钒成为钒体系中最稳定的氧化物。作为功能材料,五氧化二钒薄膜在众多科学领域有着巨大的应用潜力,因而受到越来越多的关注。这主要归功于其特殊的层状结构、高能量密度、良好的化学和热稳定性以及优异的光学和电学性能。五氧化二钒薄膜的制备方法很多,采用不同的实验方法在不同衬底上制备的五氧化二钒薄膜因化学成分和组织结构差异而造成其电学、光学性能也存在显著的差异。本文详细阐述了五氧化二钒薄膜现有的制备技术,并对五氧化二钒薄膜材料应用的发展趋势进行了展望,以期为五氧化二钒薄膜产业的发展提供参考。 展开更多

关键词 五氧化二钒薄膜 溶胶-凝胶法 溅射法 喷雾热解法

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响应面法改进磁性羟基磷灰石制备技术及其对Ni(Ⅱ)吸附机制研究

6

作者 吴腾 任捷 +3 位作者 李梦凡 王磊 王旭东 吕永涛 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第11期11054-11065,11083,共13页

采用响应面法对羟基磷灰石(HAP)进行磁性改进,以CaCl_(2)和KH_(2)PO_(4)为原材料,通过水热法制备羟基磷灰石(HAP),以FeSO_(4)·7H_(2)O和FeCl_(3)·6H_(2)O为磁源,采用共沉淀法,制备磁性羟基磷灰石(MP),通过响应面法获得优化的... 采用响应面法对羟基磷灰石(HAP)进行磁性改进,以CaCl_(2)和KH_(2)PO_(4)为原材料,通过水热法制备羟基磷灰石(HAP),以FeSO_(4)·7H_(2)O和FeCl_(3)·6H_(2)O为磁源,采用共沉淀法,制备磁性羟基磷灰石(MP),通过响应面法获得优化的制备条件。通过扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)、磁强计(VSM)等对结构性能、磁学性能等进行表征,和物化性能的深入分析。探究了pH、初始浓度和投加量等因素对水中Ni(Ⅱ)吸附过程的影响。动力学分析表明其吸附过程更符合准二级动力学模型(R^(2)=0.9991),吸附等温线则与Freundlich等温吸附模型(R^(2)=0.998~0.999)拟合程度度更好,热力学分析表明MP吸附Ni(Ⅱ)是一个自发的、吸热的、熵增的过程。结果表明,改性后的MP有更好的分散性、更大的比表面积和良好的磁性,对水中Ni(Ⅱ)具有更高的吸附效率,吸附容量可达33.40 mg/L,对水中Ni(Ⅱ)的回收有良好的应用前景。 展开更多

关键词 羟基磷灰石 响应面法 磁性改进 镍离子 吸附机制

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废旧磷酸铁锂电池中锂的选择性浸出研究进展

7

作者 李亚楠 安家君 +1 位作者 王磊 王旭东 《中国环境科学》 北大核心 2025年第10期5570-5584,共15页

本文系统介绍了化学氧化法、酸辅助浸出法、电化学法、高温焙烧法和机械化学法等多种锂的选择性浸出方法,比较了各自的优势与不足,并从技术经济和环境效益两方面分析.结果显示,化学氧化法在成本控制和操作灵活性方面具有优势,而电化学... 本文系统介绍了化学氧化法、酸辅助浸出法、电化学法、高温焙烧法和机械化学法等多种锂的选择性浸出方法,比较了各自的优势与不足,并从技术经济和环境效益两方面分析.结果显示,化学氧化法在成本控制和操作灵活性方面具有优势,而电化学法则更具绿色环保特性.针对废旧磷酸铁锂的选择性回收,未来应开发出更高效、环保和经济的回收处理方案.这将为探索磷酸铁锂电池的选择性回收策略提供新的思路,促进经济、环境和技术的全面协同发展,进而构建新质生产力的良性循环体系. 展开更多

关键词 废旧磷酸铁锂 选择性浸出 化学氧化法 酸辅助浸出法 电化学法

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镁铁水滑石的制备及其对孔雀石绿吸附性能与机理研究

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作者 李梦凡 任捷 +1 位作者 王磊 王旭东 《功能材料》 北大核心 2025年第9期9126-9136,共11页

孔雀石绿(MG)是一种典型的三苯甲烷类染料,在水中难以降解,对生态环境和人体健康具有持久性危害。采用共沉淀法制备环境友好的镁铁水滑石(MgFe-LDH),对不同Mg/Fe摩尔比制备的MgFe-LDH进行SEM、XRD、FT-IR等表征,表征分析结果显示,MgFe-... 孔雀石绿(MG)是一种典型的三苯甲烷类染料,在水中难以降解,对生态环境和人体健康具有持久性危害。采用共沉淀法制备环境友好的镁铁水滑石(MgFe-LDH),对不同Mg/Fe摩尔比制备的MgFe-LDH进行SEM、XRD、FT-IR等表征,表征分析结果显示,MgFe-LDH呈典型片层状,片层相互堆叠,且Mg/Fe摩尔比增大,层间距增大。以MG水溶液模拟废水,探究pH、污染物初始浓度、吸附剂投加量等因素对吸附的影响。最优Mg/Fe摩尔比制备的MgFe-LDH在120 min内对低浓度MG去除率达99%,180 min内对高浓度MG去除率超90%。动力学和等温线分析表明MgFe-LDH对MG的吸附过程符合准一级动力学模型(R^(2)>0.99)和Langmuir等温线模型(R^(2)=0.9968)。MgFe-LDH对MG吸附过程可能存在氢键作用、弱n-π相互作用、MgFe-LDH中金属-氧与染料络合配位、孔填充机理。经5次吸附-再生循环实验,MgFe-LDH仍能保持64%的去除率,稳定性好。且在阴阳离子混合染料废水中,亦能实现同时吸附,适用性强,适合实际应用。 展开更多

关键词 MgFe-LDH 孔雀石绿 共沉淀法 吸附性能 吸附机理

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紧实型GO/PVDF复合膜对有机染料的去除性能研究 被引量：7

9

作者 朱振亚 白成玲 +1 位作者 王磊 孟晓荣 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期2361-2369,共9页

采用氧化石墨烯(GO)改性PVDF膜,利用浸没沉淀相转化的方法制备了紧实型GO/PVDF复合膜,对膜的亲水性、纯水通量和表面Zeta电位等性能进行了考察,并选择罗丹明B和甲基橙分别代表正负电荷染料,对膜的吸附、脱附和截留性能进行了考察。结果... 采用氧化石墨烯(GO)改性PVDF膜,利用浸没沉淀相转化的方法制备了紧实型GO/PVDF复合膜,对膜的亲水性、纯水通量和表面Zeta电位等性能进行了考察,并选择罗丹明B和甲基橙分别代表正负电荷染料,对膜的吸附、脱附和截留性能进行了考察。结果显示,膜的纯水通量从45.10 L/(m^2 · h)增加到58.40 L/(m^2 · h)。GO含量为0.50%(质量)时(M2),膜的综合性能较优。GO/PVDF复合膜对罗丹明B的吸附效果较好,1.5 d之后,M0~M3的吸附量分别为1.02、1.24、1.79和1.49 mg/g。乙醇对罗丹明B的脱色率达到80%以上。膜对甲基橙的吸附效果较差,M2的吸附量仅为0.46 mg/g,0.10 mol/L HCl溶液对甲基橙脱色率达到86%以上。膜对两种染料的截留率均保持在57.60%和57.20%以上。为纳米材料改性有机膜的制备以及对有机染料的去除提供了一定的科学依据。 展开更多

关键词 聚偏氟乙烯 氧化石墨烯 膜 染料 去除

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电沉积辅助溶胶-凝胶法制备V_(2)O_(5)薄膜及其性能研究 被引量：2

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作者 杜金晶 孙晔 +4 位作者 朱军 李倩 王斌 刘景田 孟晓荣 《矿冶工程》 CAS 北大核心 2023年第5期164-168,共5页

采用电沉积辅助溶胶-凝胶法在FTO导电玻璃基片上制备了V_(2)O_(5)薄膜,研究了前驱体浓度对V_(2)O_(5)薄膜结构、形貌及光学性能的影响。XRD和XPS结果显示,制备的薄膜均为V_(2)O_(5)薄膜,XRD图谱中的衍射峰较为尖锐,薄膜具有良好的结晶性... 采用电沉积辅助溶胶-凝胶法在FTO导电玻璃基片上制备了V_(2)O_(5)薄膜,研究了前驱体浓度对V_(2)O_(5)薄膜结构、形貌及光学性能的影响。XRD和XPS结果显示,制备的薄膜均为V_(2)O_(5)薄膜,XRD图谱中的衍射峰较为尖锐,薄膜具有良好的结晶性;图谱中未出现其他杂质峰,V_(2)O_(5)薄膜纯度较高。SEM形貌结果表明,V_(2)O_(5)薄膜表面均匀致密,主要由紧密排列的小颗粒组成。UV/VIS/NIR测试结果表明,前驱体浓度对薄膜透射率影响较大,前驱体浓度1∶100时V_(2)O_(5)膜透射率最佳,可达80.18%。红外光谱测试结果表明,相变前后V_(2)O_(5)薄膜的红外透过率由低温半导体态时的89.5%降至高温金属态时的20.5%。 展开更多

关键词 溶胶-凝胶法 电沉积 V_(2)O_(5)薄膜 透射率

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二级出水典型污染物超滤膜污染行为的分子动力学模拟研究 被引量：3

11

作者 孟晓荣 陈嘉智 +2 位作者 杨胜 吕永涛 唐卫婷 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期397-408,共12页

以6-羧基葡萄糖、半胱氨酸和水杨酸分别代表二级出水的3种典型污染物多糖(SA)、蛋白质(BSA)和腐殖酸(HA)的分子组成,通过分子动力学(MD)技术,模拟了二级出水典型污染物,与醋酸纤维素(CA)、聚醚砜(PES)、聚偏氟乙烯(PVDF)等3种主流商业... 以6-羧基葡萄糖、半胱氨酸和水杨酸分别代表二级出水的3种典型污染物多糖(SA)、蛋白质(BSA)和腐殖酸(HA)的分子组成,通过分子动力学(MD)技术,模拟了二级出水典型污染物,与醋酸纤维素(CA)、聚醚砜(PES)、聚偏氟乙烯(PVDF)等3种主流商业膜材料之间的结合能(ΔE),作为对具有特征污染物性质的二级出水,在不同的膜材料上产生膜污染行为的判断依据.MD数据显示:PVDF结构单元与6-羧基葡萄糖和水杨酸分子间的ΔE高于半胱氨酸,而PES结构单元与半胱氨酸分子间的ΔE值高于其它分子间的组合.3种污染物在超滤膜上的过滤通量衰减及膜污染指数,证实了MD对PVDF膜上SA和HA污染性更高,而BSA在PES膜上更易产生膜污染的预测结论;分别对6-羧基葡萄糖、水杨酸、半胱氨酸与3种聚合物结构单元间的ΔE值,与SA、HA、BSA的超滤操作初始通量衰减率间进行了线性拟合,得到的拟合系数分别为0.9981、0.9555、0.7186,说明半胱氨酸作为蛋白质类代表物进行分子模拟尚有一定的不足. 展开更多

关键词 膜 超滤 分子模拟 二级出水 膜污染

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GO@FUM纳米复合正渗透膜的制备及性能研究

12

作者 崔琪 王磊 +2 位作者 贺苗露 张哲 王旭东 《水处理技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期39-44,48,共7页

通过界面聚合的方式,将氧化石墨烯(GO)改性的锆基金属有机骨架(FUM)材料掺杂到纳米复合正渗透膜的聚酰胺(PA)中,制备了一种新型的GO@FUM纳米复合正渗透膜,对其进行了分析表征,测试了其渗透和抗污染性能。结果表明,随着GO@FUM纳米材料添... 通过界面聚合的方式,将氧化石墨烯(GO)改性的锆基金属有机骨架(FUM)材料掺杂到纳米复合正渗透膜的聚酰胺(PA)中,制备了一种新型的GO@FUM纳米复合正渗透膜,对其进行了分析表征,测试了其渗透和抗污染性能。结果表明,随着GO@FUM纳米材料添加量的增加,膜的粗糙度、孔隙率、亲水性均显著提高。当添加质量分数为0.04%时性能为佳:FO模式下,纯水通量相比未改性的膜提升约35%,反向盐通量下降约49%,且JS/JV最低,表现出更高的选择性;在处理以BSA和SA为代表的有机污染物方面,GO@FUM纳米复合正渗透膜表现出更强的抗污染性能。 展开更多

关键词 正渗透 纳米复合膜 氧化石墨烯@锆基金属有机骨架 氧化石墨烯

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UIO-66改性聚酰胺正渗透复合膜的制备及性能研究 被引量：5

13

作者 张哲 王磊 +2 位作者 贺苗露 崔琪 王旭东 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期2418-2425,共8页

采用界面聚合方法将UIO-66纳米颗粒引入复合膜中制备出改性的聚酰胺复合膜,并利用傅里叶红外光谱(FT-IR)､扫描电子显微镜(SEM)､原子力显微镜(AFM)､X射线衍射光谱(XRD)和接触角仪等仪器对材料和复合膜进行测定表征.以去离子水为原料液,1m... 采用界面聚合方法将UIO-66纳米颗粒引入复合膜中制备出改性的聚酰胺复合膜,并利用傅里叶红外光谱(FT-IR)､扫描电子显微镜(SEM)､原子力显微镜(AFM)､X射线衍射光谱(XRD)和接触角仪等仪器对材料和复合膜进行测定表征.以去离子水为原料液,1mol/L氯化钠溶液为汲取液进行渗透性能测试.选取BSA及SA作为污染物进行污染实验,并利用自制探针,借助原子力显微镜(AFM)测定了污染物与膜面的微观作用力.研究发现,相较于原始的聚酰胺复合膜,当UIO-66材料的添加量为0.04wt%时,改性复合膜在FO模式下的纯水通量由10.28L/(m2·h)增大到13.67L/(m2·h),PRO模式下纯水通量由17.68L/(m2·h)增大到20.41L/(m2·h),渗透性能改善效果显著,并具有较好的选择性能.此外,污染实验发现相较于原始膜,改性复合膜的通量衰减趋势较缓且与污染物之间粘附力都较小,说明UIO-66改性聚酰胺复合膜的抗污染性能有所提升. 展开更多

关键词 金属有机骨架材料(MOFs) 正渗透 聚酰胺复合膜 抗污染

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SGO/PVDF-g-PSSA复合质子交换膜的制备及抗污染性研究 被引量：4

14

作者 李脆脆 王磊 +2 位作者 李陈 王旭东 许岐斌 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期149-156,共8页

为更好的提高PVDF-g-PSSA质子交换膜的性能,将磺化氧化石墨烯(SGO)与PVDF-g-PSSA共聚物混合制得SGO/PVDF-g-PSSA复合质子交换膜.用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)以及X射线测定仪(XRD)证实了GO的成功磺化.对复合膜进行... 为更好的提高PVDF-g-PSSA质子交换膜的性能,将磺化氧化石墨烯(SGO)与PVDF-g-PSSA共聚物混合制得SGO/PVDF-g-PSSA复合质子交换膜.用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)以及X射线测定仪(XRD)证实了GO的成功磺化.对复合膜进行SEM表征并考察了复合膜的主要性能,得到了最佳SGO掺加量.使用耗散型石英晶体微天平(QCM-D)研究了复合膜的抗污染性能.实验结果表明:当SGO添加量为1.0%时,复合膜的含水率达到44.34%,质子传导率为0.085S/cm,综合性能达到最佳.QCM-D实验表明,在纯水和50mmol/LPBS条件下,复合膜表面的BSA吸附量均最低,且|ΔD/ΔF|最大,说明吸附层较为疏松,复合膜具有较好的抗污染性. 展开更多

关键词 SGO PVDF-g-PSSA复合质子交换膜 质子传导率 QCM-D 膜污染

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无机结垢对纳滤膜分离水中全氟化合物的影响 被引量：2

15

作者 王佳璇 孙沛东 +4 位作者 刘喆 侯语诗 郭俊江 李琨 王磊 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期174-180,共7页

选取全氟辛烷磺酸(PFOS)和全氟丁烷磺酸(PFBS)两种链长不同的典型全氟化合物(PFASs)作为目标去除物,以硫酸钙为典型无机结垢,研究硫酸钙结垢不同阶段中纳滤膜去除PFASs的特征和相关机理,简称硫酸钙试验,同时以相同离子强度的非结垢无机... 选取全氟辛烷磺酸(PFOS)和全氟丁烷磺酸(PFBS)两种链长不同的典型全氟化合物(PFASs)作为目标去除物,以硫酸钙为典型无机结垢,研究硫酸钙结垢不同阶段中纳滤膜去除PFASs的特征和相关机理,简称硫酸钙试验,同时以相同离子强度的非结垢无机盐溶液开展对比试验考察目标PFASs的截留规律.结果表明,当硫酸钙和目标PFASs共存时,PFOS稳定截留率为硫酸钙试验(97.1%)>对比试验(93.0%),而PFBS稳定截留率为对比试验(46.2%)>硫酸钙试验(38.2%).对于同一PFAS,同一过滤时刻,膜面带电量:硫酸钙试验<对比试验;联合截留率、膜通量和Zeta电位综合分析可知,硫酸钙结垢过程中,PFOS的截留主要由Ca2+与PFOS的络合及架桥作用控制,该作用影响PFOS分离过程中的空间位阻作用强度;PFBS过滤初期的截留中静电排斥起主要作用,结垢层生成后,滤饼层强化的浓差极化作用成为PFBS截留效果下降的主要原因. 展开更多

关键词 全氟化合物 聚哌嗪酰胺复合纳滤膜 硫酸钙 膜污染 截留机理

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含纳米Fe^0的质子交换膜制备及催化作用研究

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作者 许岐斌 王磊 +3 位作者 李陈 王旭东 李脆脆 耿雅甜 《水处理技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第8期71-76,共6页

为充分利用微生物燃料电池(MFC)阴极中产生的H2O2,同时提高电池的产电性能,在聚偏氟乙烯接枝聚苯乙烯磺酸(PVDF-g-PSSA)均聚物中加入自制的磺化Fe^0-rGO纳米颗粒制备出含S-Fe0-rGO的复合质子交换膜,并研究使用该膜的MFC-电Fenton系统的... 为充分利用微生物燃料电池(MFC)阴极中产生的H2O2,同时提高电池的产电性能,在聚偏氟乙烯接枝聚苯乙烯磺酸(PVDF-g-PSSA)均聚物中加入自制的磺化Fe^0-rGO纳米颗粒制备出含S-Fe0-rGO的复合质子交换膜,并研究使用该膜的MFC-电Fenton系统的产电性能和阴极对模拟罗丹明B污水的降解能力。结果表明,S-Fe0-rGO纳米颗粒添加质量分数为2.0%时,复合膜综合性能达到为优,水的质量分数达到31.1%,溶胀率达到9.7%,离子交换容量为2.1 mmol/L,质子传导率为60 m S/cm。添加S-Fe^0-rGO质量分数2.0%的复合膜的MFC在电压稳定阶段时阴极对质量浓度10 mg/L的罗丹明B的60 min的降解率达到99.54%,RhB溶液TOC去除率为57.48%。 展开更多

关键词 质子交换膜 纳米铁 氧化石墨烯 类FENTON 催化 降解 微生物燃料电池

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SiO_2-SO_3H杂化PVDF-g-PSSA膜的制备及抗污染研究

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作者 李广远 王磊 +3 位作者 李陈 王旭东 李脆脆 许岐斌 《水处理技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期38-42,共5页

为改善PVDF-g-PSSA膜性能,探索应用于微生物燃料电池(MFC)的廉价高效,耐污染的质子交换膜。将磺化纳米Si O_2和Si O_2-SO_3H与PVDF-g-PSSS颗粒共混成膜,对其进行了表征,研究了主要性能及抗污染机制。结果表明,当Si O_2-SO_3H添加质量分... 为改善PVDF-g-PSSA膜性能,探索应用于微生物燃料电池(MFC)的廉价高效,耐污染的质子交换膜。将磺化纳米Si O_2和Si O_2-SO_3H与PVDF-g-PSSS颗粒共混成膜,对其进行了表征,研究了主要性能及抗污染机制。结果表明,当Si O_2-SO_3H添加质量分数达5%时,改性膜的含水率(41.02%)、离子交换容量(3.18 mmol/g)、质子传导率(54.1 m S/cm)达到最优。在超纯水和50 mmol/L的磷酸盐缓冲溶液中,该膜较未改性前膜表面的蛋白质吸附量降低,吸附层更为疏松,有更低的负ζ电位,抗污染性较好。 展开更多

关键词 质子交换膜 SiO2-SO3H PVDF-g-PSSA QCM-D 膜污染

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光电催化中光电极基底材料的研究进展 被引量：1

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作者 杨小娜 吴腾 +3 位作者 安家君 王磊 王旭东 李洁 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期9040-9052,9063,共14页

近年来,光电催化技术(PEC)因其融合了电化学与光催化技术的优势而备受瞩目。这一技术不仅展现了优良的催化性能,还解决了传统粉末光催化剂难以分离回收的难题。光电极的基底材料是PEC技术的核心,其显著影响着电子转移的效率、光生载流... 近年来,光电催化技术(PEC)因其融合了电化学与光催化技术的优势而备受瞩目。这一技术不仅展现了优良的催化性能,还解决了传统粉末光催化剂难以分离回收的难题。光电极的基底材料是PEC技术的核心,其显著影响着电子转移的效率、光生载流子的复合率以及光电极的稳定性。尽管PEC技术已取得诸多成果,但关于光电极基底材料的研究进展尚未得到充分的文献报道。鉴于此,在系统地对光电极基底材料进行分类,包括金属、导电玻璃、碳基材料以及其它新兴材料,并深入回顾近年来关于这些材料的研究进展。详细论述光电极的制备方法、性能表现以及作用机理,以期为读者提供一个全面而深入的理解。同时,我们也对光电极基底材料的未来研究方向提出了一些建议,希望能为该领域的进一步发展提供有益的参考。 展开更多

关键词 光电催化 光电极 基底材料 分离回收

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VO_(2)@KH550/570@PS复合薄膜的制备及其热致相变性能

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作者 张丽萍 孟晓荣 +1 位作者 宋锦峰 杜金晶 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期3348-3359,共12页

低成本和规模化的薄膜化生产技术是热致相变性二氧化钒VO_(2)(M)普及应用于节能窗领域的关键。采用硅烷偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷/γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷KH550/KH570对固相法合成的VO_(2)(M)粉体进行表面改性,再经微乳... 低成本和规模化的薄膜化生产技术是热致相变性二氧化钒VO_(2)(M)普及应用于节能窗领域的关键。采用硅烷偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷/γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷KH550/KH570对固相法合成的VO_(2)(M)粉体进行表面改性,再经微乳液聚合得到聚苯乙烯(PS)修饰的VO_(2)@KH550/570@PS微球(VSPS),以聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氟乙烯(PVDF)为聚合物共混基材,系统研究表面修饰对VO_(2)(M)基聚合物复合薄膜的性质及光学、隔热性能的影响规律。结果表明:偶联剂预修饰有利于提升乳液聚合过程中PS与VO_(2)结合,交联剂亚甲基双丙烯酰胺(MBA)的引入增强了VSPS的化学稳定性。相比VO_(2),VSPS在聚合物溶液体系中的分散能力增加,得到更加均匀的聚合物复合薄膜。其中VS_(570)PS/PVB的可见光透光率T_(lum)高达86.64%,太阳能调制效率ΔT_(sol)较VO_(2)/PVB提升了12倍,与空白玻璃温差达16℃。这种兼具高透光性和隔热性能的VSPS聚合物复合膜制备技术为VO_(2)(M)的智能窗材料应用提供了有益的思路。 展开更多

关键词 热响应 VO_(2)@KH550/570@PS 复合薄膜 微乳液聚合

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H_(2)O_(2)&Fe^(2+)预处理对天然有机物膜污染行为的影响机制

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作者 苗瑞 田曼琳 +3 位作者 杨祎凡 米悦 王磊 黄丹曦 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期6691-6697,共7页

选用腐殖酸(HA)代表天然有机物,考察微量H_(2)O_(2)&Fe^(2+)预处理对膜污染的减缓机理及减缓效果关键影响因素.结果发现,无需提供额外酸性条件,投加100μmol/L的Fe^(2+)和H_(2)O_(2)反应20min后,膜通量衰减率可从83%降低到20%,通量... 选用腐殖酸(HA)代表天然有机物,考察微量H_(2)O_(2)&Fe^(2+)预处理对膜污染的减缓机理及减缓效果关键影响因素.结果发现,无需提供额外酸性条件,投加100μmol/L的Fe^(2+)和H_(2)O_(2)反应20min后,膜通量衰减率可从83%降低到20%,通量恢复率从26%增大到100%,且膜污染减缓能力随反应时间和H_(2)O_(2)&Fe^(2+)投加量的增大在持续增大,远优于同等剂量H_(2)O_(2)、Fe^(2+)或Fe^(3+)的膜污染减缓能力.究其原因,主要因为H_(2)O_(2)&Fe^(2+)可诱导HA产生羧酸,进而触发Fenton反应.Fenton过程的氧化和混凝协同作用,促使HA分子间团聚形成大尺寸絮体并削弱HA在膜面作用力,导致污染物在膜面的吸附累积速率降低,且形成松散的污染层,最终伴随着膜污染的大幅度减缓. 展开更多

关键词 天然有机物 超滤膜污染 H_(2)O_(2)&Fe^(2+)预处理 界面作用力 污染物尺寸

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