抗污染海藻酸钙水凝胶纳滤膜对水中重金属离子的去除性能  被引量:8

Removal of Heavy Metal Ions from Water by Calcium Alginate Hydrogel Nanofiltration Membrane with High Anti-Fouling Performance

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作  者:陈敏[1,2] 张新新[1,3] 赵孔银[1,3] 王晓磊[1,2,4] 张志箭 魏俊富[1,2,4] 

机构地区:[1]天津工业大学省部共建分离膜与膜过程国家重点实验室,天津300387 [2]天津工业大学环境与化学工程学院,天津300387 [3]天津工业大学材料科学与工程学院,天津300387 [4]天津市水质安全评价与保障技术工程中心,天津300387

出  处:《高分子材料科学与工程》2016年第8期99-103,共5页Polymer Materials Science & Engineering

基  金:国家自然科学基金资助项目(41301542);天津市科技支撑计划重点项目(13ZCZDGX00500);天津市应用基础与前沿技术研究计划项目(14JCQNJC02500;15JCQNJC08900);大学生创新创业训练计划项目(201510058080;201510058018);省部共建分离膜与膜过程国家重点实验室开放课题(Z1-201508;Z2-201567)

摘  要:以海藻酸钠为单体,尿素为致孔剂,采用钙离子交联的方法制备海藻酸钙水凝胶纳滤膜,并研究该纳滤膜的表面形貌、亲水性、抗污染性以及对水中重金属离子的去除。结果表明,海藻酸钙纳滤膜具有优良的抗污染性能,水接触角在2s几乎降为0。牛血清白蛋白(BSA)的通量为纯水通量的97.7%,交替过滤纯水和BSA溶液3次后,通量恢复率仍能达到91.3%。0.1 MPa压力下运行120 min,海藻酸钙纳滤膜对20 mg/L Cd^(2+)溶液的通量为15.5 L/(m^2·h),Cd^(2+)去除率达到99.5%以上。纳滤膜对混合重金属离子的去除率从高到低依次为Pb^(2+)>Cu^(2+)>Cd^(2+)。重金属离子的去除主要依靠吸附效应和离子交换来实现。Calcium alginate (CaAlg) hydrogel nanofiltration membrane was prepared using sodium alginate as monomer and urea as pore-forming agent by cross-linking of CaCl2. The surface morphology, hydrophilicity, antifouling and rejection performance to heavy metal ions of CaAlg nanofiltration were discussed. The results show that CaAlg nanofiltration membrane exhibits excellent anti-fouling properties and the water contact angle reaches nearly zero within 2 s. The flux of bovine serum albumin (BSA) solutions is 97.7% of the pure water flux (PWF). After three BSA filtrations, the flux recovery rate still reaches 91.3%. The removal rate to Cd^2+ of the membrane reaches over 99.5% within 120 rain when 20 mg/L Cd^2+ is used, and the stable flux is 15.5 L/(m^2.h) at 0.1 MPa. The removal rates follow the order Pb^2+〉Cu^2+ 〉CA^2+ when the mixed heavy metal ions are used. The removal of heavy metal ions mainly depends on the adsorption effect and ion exchange.

关 键 词:海藻酸钙水凝胶 纳滤膜 抗污染 重金属离子 去除率 

分 类 号:O636.9[理学—高分子化学]

 

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