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《大连理工大学》 2012年
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导电微滤炭膜的制备及其性能研究

王荣春  
【摘要】:导电微滤炭膜是一种新颖的无机膜材料,它是由廉价的前驱体材料一煤经高温热解制备而成,具有较好的热稳定性和化学稳定性及良好的导电性能等优点,在许多领域得到了广泛应用。近几年,本课题组与天津工业大学密切合作,利用炭膜的导电特性,共同研发出一种新型的具有自清洁功能的膜材料一电催化炭膜,它提高了膜材料抗污染性,特别是对一些难降解工业废水具有良好的处理效果。在该项技术中导电微滤炭膜作为膜/电极材料,其孔结构性能和导电性能会影响膜对污水的处理效率,因此研究导电微滤炭膜的孔结构性能和导电性能以及两者之间的关系,对该项技术的推广有着至关重要的意义。 本文通过添加造孔剂和添加剂以及配煤的方法优化了炭膜的孔隙结构以及机械强度。考察了炭膜孔结构与其导电性能的关系,通过在制膜原料中添加炭黑、石墨、炭纤维对炭膜的导电性能进行优化,并考察了在低压电场作用下,导电微滤炭膜水通量的变化规律及电化学氧化对废水处理效果的影响。并借助于TG、SEM、XRD、泡压法等分析手段对导电炭膜的结构性能进行表征。结果表明,造孔剂和添加剂的加入,有效丰富了炭膜孔结构;焦煤和瘦煤的添加量为2:8时,有效提高了炭膜的机械强度,保持了炭膜较高的通量;炭膜的导电性能随其孔隙率的增加而减弱,导电添加剂的加入能够有效提高炭膜的导电性能。在电场的作用下,由于电渗效应和电化学反应的存在,使导电炭膜的渗透通量明显地提高,并且随着电场强度的增加及膜电阻的减小,渗透通量的增加程度更加显著。将导电炭膜用于亚甲基蓝污水体系,由于炭膜亲水性的改变和电渗效应以及电化学反应的影响,不仅增大了炭膜的通量,而且对亚甲基蓝产生了氧化降解作用,在通量为236L·h-1·m-2·Bar-1时具有98.3%的降解率,使得导电炭膜表现出良好的抗膜污染能力和降解效率。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TB383.2

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【参考文献】
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