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煤基管状导电炭膜的性能研究

杨佳伟  
【摘要】:本文以煤为原料,通过选用不同形状造孔剂调节炭膜的孔结构性能,系统地考察了造孔剂添加量及造孔剂形状对炭膜孔结构性能、机械强度和导电性的影响。同时研究了不同孔结构炭膜对高浓度罗丹明B溶液的处理性能,实验结果表明:(1)PVB和聚丙烯有机纤维造孔剂热解后析出气溢出分别留下海绵状孔和直通孔,添加混合造孔剂炭膜具有直通孔贯通大量海绵状孔的多级孔道结构,炭膜最大孔径和平均孔径增大;炭膜的孔隙率、最大孔径、平均孔径、N_2通量及渗透通量均随造孔剂添加量增加而增大,但炭膜的抗压强度、导电性和对罗丹明B及COD的去除率降低;(2)与海绵状孔结构相比,直通孔结构可以更有效降低炭膜渗透压力,提高其渗透通量,但孔径较小的海绵状孔结构对炭膜阳极氧化降解有机污染物效果更有益,炭膜对罗丹明B溶液的处理效果得到提升;在本文实验条件下,添加不同种类及不同添加量造孔剂的炭膜对罗丹明B的去除率均可达到99.60%以上,COD去除率最高可达75.50%,最低为52.69%,且渗透液中主要氧化中间产物种类相同,不同中间产物含量上的差别造成了COD去除率的差异;(3)造孔剂的种类及添加量对炭膜的析氧过电位没有明显影响,但可以有效改变炭膜体系的渗透液流速及炭膜的电化学有效面积,而炭膜对罗丹明B溶液的处理能力有限,炭膜体系渗透液流动速率过快,会导致炭膜对渗透液COD的去除率降低。


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