Подготовка янусной органо-неорганической тонкопленочной композитной мембраны и мембранно-дистилляционные характеристики при обработке высокосолевых нефтесодержащих сточных вод

Da-wei Wang ,  

Kai Li ,  

Ting Shen ,  

Xiao Yu ,  

Hao-zhen Du ,  

Hao-cheng Yang ,  

Zhi-kang Xu ,  

摘要

Технология мембранной дистилляции является одним из эффективных методов опреснения сточных вод, однако традиционные гидрофобные микропористые мембраны сталкиваются с рисками смачивания и загрязнения при работе с высокосолевыми нефтесодержащими водами. В этом исследовании представлена стратегия подготовки янусной органо-неорганической тонкопленочной композитной мембраны для мембранной дистилляции. Мембрана состоит из органо-неорганического композитного гидрофильного плотного слоя и гидрофобного пористого поддерживающего слоя, при этом поддерживающий слой выполнен из полипропиленовой микрофильтровальной мембраны, а гидрофильный слой сформирован в результате реакции на газожидкостной интерфейсе между допамином и полиэтиленимином, с последующей индукцией минерализации диоксида кремния на поверхности. Гидрофильный слой обладает отличной гидрофильностью и олеофобностью под водой, контактный угол с маслом под водой достигает (163.10±2.10)°, сила адгезии масла составляет всего 4.3 мкН. Наличие композитного тонкого слоя не снижает проницаемость, а также эффективно противостоит загрязнению маслом и проникновению эмульгаторов при обработке высокосолевых нефтесодержащих эмульсионных сточных вод. При температурном градиенте 40 ℃ проницаемость достигает (27.59±3.05) л/(м²·ч), уровень удаления NaCl превышает 99.9%, при этом обеспечивается стабильная непрерывная работа более 7 часов. Данное исследование предлагает новый подход к проектированию мембран для мембранной дистилляции сложных систем сточных вод.

关键词

поли-допамин;полиэтиленимин;мембранная дистилляция;органо-неорганическая композитная мембрана;янусная мембрана

阅读全文