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水处理过程中膜污染问题及其预处理技术研究进展

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化工进展 2021年第4期40卷 2278-2289页

作者：聂煜东李金张贤明重庆工商大学废油资源化技术与装备教育部工程研究中心重庆400067 重庆理工大学化学化工学院重庆401320

膜技术是一种高效、先进的废水处理技术,在颗粒物、有机物、微生物等去除上具有独特优势。然而,在实际使用时随着膜污染的不断累积,膜的污染物去除能力会逐步下降,极大地影响了水处理效果,并导致膜维护成本居高不下。本文围绕膜污染问题... 详细信息

膜技术是一种高效、先进的废水处理技术,在颗粒物、有机物、微生物等去除上具有独特优势。然而,在实际使用时随着膜污染的不断累积,膜的污染物去除能力会逐步下降,极大地影响了水处理效果,并导致膜维护成本居高不下。本文围绕膜污染问题,介绍了影响膜污染的主要因素以及实际运行过程中的膜污染类型;概述了膜污染主要机理,并对其完善历程展开回顾;简述了减缓膜污染的各种措施,并且在此基础上,重点介绍了膜污染预处理技术及各类预处理技术的特点。

关键词：膜技术膜污染预处理技术水处理

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水处理过程中有机膜老化机理研究进展

科技导报 2022年第4期40卷 23-34页

作者：陈逸琛代丹阳石磊程荣郑祥中国人民大学环境学院北京100872 中国人民大学膜技术创新与产业发展研究中心北京100872

过去20年间,我国膜技术领域取得了长足进步,在水资源、新能源、传统工业技术改造等方面发挥了重要作用。现有水处理过程中膜老化增速快、再利用难,为准确评估膜的服役寿命以确定经济可行的更换周期和后处置计划,综述了影响膜老化的内在... 详细信息

过去20年间,我国膜技术领域取得了长足进步,在水资源、新能源、传统工业技术改造等方面发挥了重要作用。现有水处理过程中膜老化增速快、再利用难,为准确评估膜的服役寿命以确定经济可行的更换周期和后处置计划,综述了影响膜老化的内在因素、外在因素、表征方法和性能参数,探讨了膜性能因素、膜的化学/物理特性、分析方法及其相互联系。实验室模拟与实际运行不一致的研究结果表明,膜老化过程的研究不仅需要考虑膜材料和化学清洗剂之间的相互作用,还必须考虑膜与其表面污染物的相互作用。由于膜老化过程的复杂性,将生命周期分析用于评估膜老化的影响是可行的方法之一。

关键词：水处理膜分离膜老化膜清洗膜表征

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基于新型光催化材料的水处理膜研究进展

高校化学工程学报 2023年第4期37卷 515-524页

作者：白薇薇徐梦影逯祯冯孝权邹卫华王景张亚涛郑州大学化工学院河南郑州450001

光催化水处理膜在实现分离要求的同时,可利用其光催化能力对膜表面污染物进行降解并抑制细菌生长,降低膜污染,在水体净化和废水处理中展现了独特优势。文章首先简要介绍了光催化的基本机理,总结了不同新型光催化材料的结构和性能特点。... 详细信息

光催化水处理膜在实现分离要求的同时,可利用其光催化能力对膜表面污染物进行降解并抑制细菌生长,降低膜污染,在水体净化和废水处理中展现了独特优势。文章首先简要介绍了光催化的基本机理,总结了不同新型光催化材料的结构和性能特点。然后,围绕光催化水处理膜的设计与开发,着重论述了石墨碳氮化物(g-C_(3)N_(4))、碳量子点(CQDs)、层状双氢氧化物(LDHs)、金属碳/氮化物(MXenes)、金属有机骨架(MOFs)和共价有机骨架(COFs)基光催化水处理膜的应用及其水处理性能。最后,对光催化水处理膜存在的问题进行了深入分析,并对其未来发展进行了展望。

关键词：膜分离光催化膜污染水处理

毫纳结构复合材料的制备、协同效应及其深度水处理应用

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化学进展 2023年第10期35卷 1415-1437页

作者：付宛宜李雨航杨志超张延扬张孝林刘子尧潘丙才南京大学环境学院污染控制与资源化研究国家重点实验室南京大学环境纳米技术研究中心

纳米材料具有较高的比表面积和较强的表面效应，在水处理领域展现出优异的净污性能，具有广阔的应用前景。将纳米颗粒负载于毫米级载体中制备毫纳结构复合材料，可有机结合纳米颗粒的高反应活性与载体的良好操作性，是突破纳米材料易聚... 详细信息

纳米材料具有较高的比表面积和较强的表面效应，在水处理领域展现出优异的净污性能，具有广阔的应用前景。将纳米颗粒负载于毫米级载体中制备毫纳结构复合材料，可有机结合纳米颗粒的高反应活性与载体的良好操作性，是突破纳米材料易聚团失活、难分离、稳定性差、潜在环境风险等工程应用瓶颈并实现规模化应用的重要技术手段。本文综述了毫纳结构复合材料的制备方法、结构特性及其在吸附和催化氧化除污性能及机制方面的研究进展，并从纳米颗粒的限域生长、限域吸附特性和限域催化氧化特性等方面阐述限域效应及载体-纳米颗粒的协同净污效应。最后，针对目前毫纳结构复合材料方向亟待解决的科学问题和实际应用挑战提出了展望，以期为推动纳米材料的实际应用提供一定的理论指导和技术参考。

关键词：毫纳结构复合材料限域效应水处理吸附催化氧化

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同方期刊数据库

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改性金属有机框架光催化剂制备及水处理效能

同济大学学报(自然科学版) 2023年第10期51卷 1527-1533页

作者：宁荣盛黎雷于水利袁江同济大学环境科学与工程学院上海200092 上海污染控制与生态安全研究院上海200092

采用简单的多级搅拌方法,利用AgCl对金属有机框架(MOF)光催化剂(MIL-100(Fe))进行改性。利用X射线衍射仪(XRD)和傅里叶红外光谱仪(FT-IR)等表征手段,证明了新型异质结材料(AgCl/MIL-100(Fe))的成功制备。以磺胺假二嘧啶(SMZ)作为目标污... 详细信息

采用简单的多级搅拌方法,利用AgCl对金属有机框架(MOF)光催化剂(MIL-100(Fe))进行改性。利用X射线衍射仪(XRD)和傅里叶红外光谱仪(FT-IR)等表征手段,证明了新型异质结材料(AgCl/MIL-100(Fe))的成功制备。以磺胺假二嘧啶(SMZ)作为目标污染物,考察了催化剂投量、污染物浓度和pH等因素对光催化去除效果的影响,并初步探讨了SMZ的降解机理和路径。结果表明,异质结的成功构建更合理的利用了光生电子(e^(−))和空穴(h^(+)),加速了界面处载流子的传递,提高了材料的光催化性能。当pH=7,催化剂投加量为0.5 g·L^(−1),反应时间为1.5 h,1.0 mg·L^(−1)的SMZ去除率达到99.9%。在SMZ的光催化降解过程中,超氧自由基(•O_(2)^(−))、羟基自由基(•OH)和h^(+)起主要作用,主要有氧化、羟基化和脱硝3种方式。

关键词：水处理光催化氧化有机金属框架降解

GO/CS的结构、性能及其在水处理中的应用研究进展

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材料导报 2022年第4期36卷 32-44页

作者：姚庆达梁永贤王小卓温会涛周华龙但卫华福建省皮革绿色设计与制造重点实验室福建晋江362271 兴业皮革科技股份有限公司福建晋江362261 四川大学制革清洁技术国家工程研究中心成都610065

随着现代工业的快速发展,因危险化学品泄漏和溢出造成的水污染已引起全球关注。含重金属、合成染料、芳香族有机物的废水将造成严重的环境、健康和安全问题。吸附法是最经济、快速、有效的水处理方法之一。传统吸附材料(如活性炭、高岭... 详细信息

随着现代工业的快速发展,因危险化学品泄漏和溢出造成的水污染已引起全球关注。含重金属、合成染料、芳香族有机物的废水将造成严重的环境、健康和安全问题。吸附法是最经济、快速、有效的水处理方法之一。传统吸附材料(如活性炭、高岭土、聚吡咯等)对某种类型的污染物表现出高去除能力,但对其他类型污染物的去除效率较低,且存在吸附量小、物理力学性能差、可回收性差等缺点,使吸附技术面临巨大的难题和挑战。近年来,石墨烯的研究热潮推动了吸附材料的高速发展,石墨烯优越的性能使氧化石墨烯/壳聚糖(GO/CS)成为备受关注的研究热点之一。比表面积大、活性位点多的GO/CS在吸附性能方面展现出了巨大的潜力。与传统吸附材料不同的是,GO/CS物理力学性能和化学稳定性更高,并可通过结构设计(如石墨烯氧化程度的调整、氧化石墨烯和壳聚糖的改性、交联等)来改善其吸附效果。石墨烯氧化程度的增加有助于提升氧化石墨烯与壳聚糖的相容性和其与被吸附物的静电作用、氢键作用,还原程度的增加则有利于提升π-π相互作用;氧化石墨烯、壳聚糖的改性可改变复合材料表面的电荷性质,有利于吸附性能的提升;交联则有利于提升氧化石墨烯与壳聚糖的相容性,并在一定程度上增强与目标分子或离子的相互作用。GO/CS的结构决定其稳定性,还原程度的增加和交联有助于降低GO/CS的溶胀性并提升其物理力学性能。本文简要介绍了GO/CS的制备方法,探讨了结构控制与GO/CS吸附性能的关系,详细介绍了氧化石墨烯氧化程度的调整、氧化石墨烯和壳聚糖的改性、交联对吸附性能的影响,并对GO/CS的溶胀性和物理力学性能进行了分析,展望了其在水处理领域面临的机遇与挑战。

关键词：氧化石墨烯/壳聚糖吸附水处理性能控制稳定性

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水处理电絮凝技术的研究进展与挑战

化工进展 2020年第S02期39卷 329-335页

作者：周杰宋小三王三反兰州交通大学环境与市政工程学院甘肃兰州730070 寒旱地区水资源综合利用教育部工程中心甘肃兰州730070

电絮凝是一种用于处理不同类型饮用水和废水有效的电化学方法,近年来由于其高效地处理大量难处理污染物的能力而受到了广泛的关注。它成功地处理了有机和无机污染物且同时却很少产生副产物。在过去的十年里大量的研究致力于利用电絮凝... 详细信息

电絮凝是一种用于处理不同类型饮用水和废水有效的电化学方法,近年来由于其高效地处理大量难处理污染物的能力而受到了广泛的关注。它成功地处理了有机和无机污染物且同时却很少产生副产物。在过去的十年里大量的研究致力于利用电絮凝处理饮用水和废水,从受污染的地下水到受高度污染的炼油厂废水都是其处理范围。本文首先介绍了电絮凝的基本原理及优缺点并回顾了近年来有关电絮凝用于水处理的文献,重点关注当前在饮用水和废水中的具体应用方面取得的成功以及未来应用的潜力。随后分析了影响电絮凝效率的几个因素,最后指出最近的电絮凝大多集中在去除特定污染物的研究上,而没有关注开发模型或工业应用,并且如果能降低电絮凝的成本,此方法将会有一个巨大的突破。

关键词：电絮凝电化学水处理废水饮用水

纳米限域催化剂在高级氧化水处理中的应用研究进展

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材料导报 2022年第20期36卷 13-19页

作者：郭东丽赵志远尤世界刘艳彪东华大学环境科学与工程学院国家环境保护纺织工业污染防治工程技术中心上海201620 哈尔滨工业大学环境学院城市水资源与水环境国家重点实验室哈尔滨150090 上海污染控制与生态安全研究院上海200092

近年来,纳米限域催化剂由于其独特的结构和理化特性引起了广泛关注,有望通过其解决传统催化氧化水处理过程所面临的催化剂活性低和稳定性差等问题。为进一步深化对纳米限域催化的认识,本文回顾了纳米限域催化剂在不同高级氧化水处理过... 详细信息

近年来,纳米限域催化剂由于其独特的结构和理化特性引起了广泛关注,有望通过其解决传统催化氧化水处理过程所面临的催化剂活性低和稳定性差等问题。为进一步深化对纳米限域催化的认识,本文回顾了纳米限域催化剂在不同高级氧化水处理过程中的应用研究进展,归纳了水处理过程中独特的“纳米限域效应”和载体材料的理化特性,总结了纳米限域催化剂在不同高级氧化体系中的催化氧化新机理。最后,提出了纳米限域催化剂在高级氧化水处理过程中面临的挑战及未来发展方向。

关键词：纳米限域催化高级氧化水处理

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多孔纳米材料改性水处理超滤膜的研究进展

化工进展 2022年第1期41卷 264-276页

作者：陈简素璇戴若彬田晨昕王志伟同济大学环境科学与工程学院上海200092 同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室上海200092

基于压力驱动的超滤膜面临渗透性和选择性的制衡及膜污染问题。多孔纳米材料是高性能超滤膜改性制备中一类重要的添加剂,是新型水处理功能膜的研究热点之一。多孔纳米材料的添加为膜提供了额外水通道,其可调的孔尺寸又为在膜内构建出具... 详细信息

基于压力驱动的超滤膜面临渗透性和选择性的制衡及膜污染问题。多孔纳米材料是高性能超滤膜改性制备中一类重要的添加剂,是新型水处理功能膜的研究热点之一。多孔纳米材料的添加为膜提供了额外水通道,其可调的孔尺寸又为在膜内构建出具有高度选择性的纳米通道提供了潜在有利条件,进而突破膜渗透性和选择性的Trade-off效应。同时,亲水性多孔纳米材料的添加有利于提升膜的抗污染性能。本文综述了近年来多孔纳米材料对超滤膜的改性方法,总结了微孔沸石分子筛、介孔炭、介孔二氧化硅、金属有机骨架材料和共价有机骨架材料对超滤膜的改性研究进展,着重评价了不同改性材料对超滤膜在亲水性、渗透性、污染物截留和抗污染能力等方面的影响。最后对未来多孔纳米材料改性超滤膜的研究及应用的发展趋势进行了展望。

关键词：多孔纳米材料超滤膜改性水处理环境