導電膜加電場減緩膜污染及電催化作用研究.pdf

1、膜的生物污染一直是制約膜分離技術應用發(fā)展的重要因素，加電場膜生物反應器(EMBR)經研究證實能夠有效抑制膜污染。通過外加電壓，使表面帶負電位的活性污泥及膜污染物受到遠離膜表面方向的負電場排斥力的作用，達到有效緩解膜污染的目的。當膜材質為導電有機聚合物改性膜時，直接施加在膜表面的電壓，會激發(fā)電化學性能良好的改性膜的電催化活性，對水體污染物起到催化降解的作用。
　　本論文通過吡咯的氣相聚合(VPM)和液相聚合(LPM)兩種方法制備氧化

2、石墨烯(GO)摻雜聚吡咯(PPy)或者石墨烯(Gr)摻雜聚吡咯，并改性聚酯織物，獲得導電復合膜。選用性能良好的導電改性復合膜作為電極膜，應用于模擬施加電場的EMBR，測試其在酵母溶液過濾實驗中減緩膜污染的效果。結果顯示，Gr/pPy改性膜聚合物質均勻、牢固，且具有較高的導電性(較低的電阻值0.68±0.08 kΩ/cm)。在1 V/cm電場強度下，Gr/PPy改性膜有效延緩膜污染，累計出水通量提高20％(PPy改性膜通量提升10％)。對

3、減緩膜污染的機理進行分析，通過繪制t/V-t和t/V-V曲線比較不同膜污染模型的相關系數(shù)，證明經典模型更符合實驗中實際發(fā)生的膜污染過程。
　　為證明導電復合膜的電化學活性及在EMBR中對水體污染物的催化降解作用，設計了在沒有微生物作用下的Gr/PPy電極膜對亞甲基藍(MB)的（循環(huán)方式下）催化降解實驗。以不銹鋼網作為陽極，導電膜做陰極，通過原位發(fā)生陰極電芬頓反應降解MB。降解過程中，適宜的溶解氧、體系pH值、膜通量和電場強度都能改

4、善E-Fenton體系的反應效率，膜分離和電催化的結合強化了目標污染物的去除效果。在多次150min降解實驗中，Gr/PPy膜能夠穩(wěn)定地保持對MB90％的去除率。引入單磺化葸醌摻雜改性后，電極膜的電催化效果能夠得到進一步改善（90min降解率達到95％）。
　　綜上，在EMBR中改性導電復合膜發(fā)揮了雙重作用:1）膜分離中可有效緩解膜污染，2）作為催化電極降解水體污染物。EMBR中的導電膜可以耦合膜分離作用和電催化作用，使生物降解、