试析填充型渗透蒸发膜分离水溶液中酚的研究

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1、天津大学硕士学位论文填充型渗透蒸发膜分离水溶液中酚的研究姓名：贾琦鹏申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：姜忠义2002.1.3中文摘要含酚废水是非常典型的工业废水，其高效处理技术一直是学术界和工业界的研究热点。目前，含酚废水的主导处理技术溶剂萃取和活性炭吸附，仍存在一定难以克服的缺陷。渗透蒸发作为一种新型分离技术，选择性高、稳定性好、能耗低、环境友好、操作简便、应用范围广，具有重要的研究意义和应用价值。广矿本研究制备了非分子印迹和分子印迹环糊精聚合物，并研究了环糊精聚合物和大孔吸附树脂对苯酚

2、的吸附性能。制备出非填充聚二甲基硅氧烷膜和填充环糊精聚合物以及大孔吸附树脂的聚二甲基硅氧烷膜，并进行了相应的表征。以含酚废水为实验体系，考察了膜的渗透蒸发分离性能。研究中以13一环糊精为单体，以二甲基亚砜为溶剂，以甲苯二异氰酸酯或己基二异氰酸酯为交联剂制备得到了环糊精聚合物，异氰酸酯与环糊精单体的物质的量的比为7：1，聚合反应收率接近100％。对于分子印迹环糊精聚合物的制备，反应体系中加入胆固醇作为模板，模板与环糊精单体的物质的量的比为2．93：l。通过吸附动力学与热力学实验对环糊精聚合物的吸附性

3、能进行评价撅附动力学实验结果表明环糊精聚合物的吸附过程以外扩散为主，吸附经半个小时可达平衡。吸附热力学实验表明环糊精聚合物对水溶液中苯酚的吸附平衡可以用Langrniur吸附模型与Freundlich吸附模型来描述。对于非印迹环糊精聚合物，40℃下Langmiur吸附曲线拟合形式为—L=—三一+—三一上，Freundlich吸q，25．000．091C．附曲线拟合形式为lnq。=lnO．1577+0．79931nC。，最大平衡吸附量为25．00mg／g。研究对聚合过程选择不同的交联剂对聚合物吸附剂

4、分离效果进行了分析。研究结果显示环糊精聚合物主要通过与客体分子的包合作用实现对被分离组分的吸附。研究还通过模板效应对环糊精聚合物的高分子效应进行了初步分析。研究对大孔吸附树脂进行了类似的吸附动力学和热力学实验。研究以a，60一二羟基聚二甲基硅烷为预聚体，正硅酸已酯为交联剂，二月硅酸---T锡酯为催化剂，三氯甲烷和正庚烷为溶剂，通过相转化法制备得到了非填充膜聚二甲基硅氧烷膜(空白膜)。并制备出填充大孔吸附树脂和环糊精聚合物的聚二甲基硅氧烷膜(填充膜)。将空白膜和填充膜分别用于对苯酚．水体系的渗透蒸发

5、分离，以渗透通量和分离因子为评价指标，对膜的分离性能进行了比较。填充大孔吸附树脂的填充膜因膜结构的不均匀而分离性能较差。填充环糊精聚合物的填充膜的分离性能要优于空白膜的情况。实验中分别考察了溶剂类型、填充剂用量等制备因素和操作温度、上游侧料液Re数、原料液浓度等操作因素对膜的分离性能的影响。代表性实验数据为；实验在67℃下，料液Re数为惑磊二：i{：蕊菇峨&囊蘸鍪滋藏i；氯i滋滋。it3．79X104、下游侧压力为1．2kpa、膜厚为138um，环糊精聚合物填充量为2％11寸，填充膜的渗透通量为3

6、4．59／m2h，分离因子为10．3。卜1r关键词：含酚水簿液y渗透蒸发，渗透蒸发膜丫填充膜y7壤耐‘匙彳≥＼，环糊精y分子印迹，吸附簿，、㈡；；惑，蕊搭。，逾逢随潼怂}。；I，．筑螽瓣。AbstractThewastewatercontainingthephenoliccompoundsisonekindoftypicalindustrialwastewater．It’shotissuetofindefficienttechnologiestotreatthephenolicwastewater

7、inbothscientificresearchandindustrialdevelopmentfields．Atpresent，theadsorptiononactivecarbonandsolventextractionarcdominanttechnologies．However,bothtechnologiespossesssomeshortcomingsdifficulttoovercome．Asanewseparationtechnology,thehighselectivityand

8、stability,lowenergyconsuming，environmentalbenign，facileoperationandwideapplicationcharacterizepervaporationprocess．Theprocessisapromisingtechnologyinwastewatertreatment．Thisstudyinvolves1)thepreparationofnon—imprintedandimprintedcyxlodextrinpo