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用于混合一价盐分离的纳滤膜的制备及性能研究

2021-01-30刘宁褚昌辉王乾孙世鹏

化工学报 2021年1期

刘宁,褚昌辉,王乾,孙世鹏

(南京工业大学化工学院,材料化学工程国家重点实验室,江苏南京211816)

引 言

随着全球工业化的推进,工业废水的处理回用已经成为大家关注的焦点。2017 年,中国有机颜料产量达24.3 万吨,约占世界总产量的50%,每年仍在缓速增长中,随之产生大量的生产废水。有机颜料生产过程中的废水含有高浓度的盐和小分子有机物,是最具挑战性的工业废水之一,若不对废水有效处理会造成严重的环境污染[1-2]。目前用于处理颜料废水的方法包括物理方法(例如活性污泥和吸附剂、过滤方法以及凝聚和絮凝)[3-4],化学方法(例如光降解、电化学处理)[5-6]和生物(例如微生物或酶促分解)[7-8]技术。然而,由于这些技术难以分离相似的离子,因此许多可循环利用的物质被直接排放,导致资源浪费和环境污染。以颜料黄14[9-10]为例,其实际生产过程所产生的废水中,含有大量醋酸钠与氯化钠,在水溶液中,它们以离子形态存在,摩尔质量相当,分子尺寸相近,且价态均为一价。采用现有的处理方法时,处理工艺复杂[11],耗能高,难以实现分离回收,因此如何高效分离具有相同电荷强度和尺寸相近的离子已经成为各行业废水处理的难点,成为科研工作者们研究的重要方向[12]。

纳滤膜是一种介于超滤与微滤之间的新型膜分离技术[13],纳滤膜的截留分子量在100~2000 之间,膜孔径在0.5~2.0 nm 之间[14],分离机制为孔径筛分和道南效应共同作用[15-16]。纳滤膜以其独特的孔径与电荷效应,在盐分离和小分子有机物去除中扮演着越来越重要的角色[17-20]。……

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