抗润湿GO复合膜的制备及其在印染废水膜蒸馏处理中的应用

doi:10.19965/j.cnki.iwt.2022-0803

摘要/Abstract

Key words: graphene oxide, direct contact membrane distillation, dyeing wastewater, crosslinking, antiwetting

中图分类号:

黄世燕, 娄蒙蒙, 李璟孜, 李方. 抗润湿GO复合膜的制备及其在印染废水膜蒸馏处理中的应用[J]. 工业水处理, 2023, 43(7): 169-176.

Shiyan HUANG, Mengmeng LOU, Jingzi LI, Fang LI. Preparation of wetting resisted GO composite membrane and its application in membrane distillation treatment of printing and dyeing wastewater[J]. Industrial Water Treatment, 2023, 43(7): 169-176.

https://www.iwt.cn/CN/Y2023/V43/I7/169

图/表 8

图1 膜的表面和断面FESEM

Fig. 1 The FESEM images of top surface and crossing-section of membranes

图2 膜的FT-IR（a）、XRD（b）、XPS（c）和拉曼光谱（d）

Fig. 2 FT-IR（a），XRD（b），XPS（c）and Raman spectra（d） of membranes

图3 GO 和PEI-GO纳米颗粒的Zeta电位

Fig. 3 Zeta potentials of GO and PEI-GO nanosheets

图4 膜的接触角

Fig. 4 Contact angles of membranes

图5 膜的纯盐水通量和盐截留率

Fig. 5 Flux and salt rejection of membranes

图6 膜通量和渗透液电导率

Fig. 6 Membrane flux and permeate conductivities

表1 印染废水膜蒸馏实验结果

Table 1 The results of dyeing wastewater membrane distillation

膜	原水COD_Cr/（mg·L^-1）	渗透液COD_Cr/（mg·L^-1）	COD_Cr截留率/%	原水色度/倍	渗透液色度/倍	色度去除率/%	原水电导率/（μS·cm^-1）	渗透液电导率/（μS·cm^-1）
PVDF膜	4 704.7	268.2	94.3	3 500	38.5	98.9	28 500	100.2
PVDF-GO膜	4 704.7	61.16	98.7	3 500	17.5	99.5	28 500	39.46
PVDF-GO/PEI膜	4 704.7	14.11	99.7	3 500	0	100	28 500	39.12

图7 污染后膜的FESEM和接触角

Fig. 7 The FESEM and contact angle images of contaminated membranes

参考文献 21

1	刘宏，倪静，叶仕青. 锑对活性污泥去除印染废水COD和氨氮的影响［J］. 工业水处理，2022，42（7）：87-94.
	LIU Hong， NI Jing， YE Shiqing. Effect of antimony on the removal of COD and ammonia nitrogen from printing and dyeing wastewater by activated sludge［J］. Industrial Water Treatment，2022，42（7）：87-94.
2	DAMTIE M M， KIM B， WOO Y C，et al. Membrane distillation for industrial wastewater treatment：Studying the effects of membrane parameters on the wetting performance［J］. Chemosphere，2018，206：793-801. doi:10.1016/j.chemosphere.2018.05.070
3	AN A K， GUO Jiaxin， JEONG S，et al. High flux and antifouling properties of negatively charged membrane for dyeing wastewater treatment by membrane distillation［J］. Water Research，2016，103：362-371. doi:10.1016/j.watres.2016.07.060
4	FORTUNATO L， ELCIK H， BLANKERT B，et al. Textile dye wastewater treatment by direct contact membrane distillation：Membrane performance and detailed fouling analysis［J］. Journal of Membrane Science，2021，636：119552. doi:10.1016/j.memsci.2021.119552
5	TOLENTINO FILHO C M， DE SOUSA SILVA R， CAVALCANTI C D Á K，et al. Membrane distillation for the recovery textile wastewater：Influence of dye concentration［J］. Journal of Water Process Engineering，2022，46：102611. doi:10.1016/j.jwpe.2022.102611
6	贾艳萍，姜成，郭泽辉，等. 印染废水深度处理及回用研究进展［J］. 纺织学报，2017，38（8）：172-180. doi:10.13475/j.fzxb.20160603209
	JIA Yanping， JIANG Cheng， GUO Zehui，et al. Research progress on deep treatment and recycling of dye wastewater［J］. Journal of Textile Research，2017，38（8）：172-180. doi:10.13475/j.fzxb.20160603209
7	RAMLOW H， D’ÁVILA KRAMER CAVALCANTI C， MACHADO R A F，et al. Direct contact membrane distillation applied to colored reactive or disperse dye solutions［J］. Chemical Engineering & Technology，2019，42（5）：1045-1052. doi:10.1002/ceat.201800468
8	陈安稳，时翔云. 膜蒸馏过程的影响因素及其联合集成工艺研究进展［J］. 工业水处理，2013，33（2）：13-15. doi:10.3969/j.issn.1005-829X.2013.02.004
	CHEN Anwen， SHI Xiangyun. Research progress in the affecting factors on membrane distillation and its integrated technology［J］. Industrial Water Treatment，2013，33（2）：13-15. doi:10.3969/j.issn.1005-829X.2013.02.004
9	QIU Haoran， PENG Yuelian， GE Lei，et al. Pore channel surface modification for enhancing anti-fouling membrane distillation［J］. Applied Surface Science，2018，443：217-226. doi:10.1016/j.apsusc.2018.03.004
10	康赛，郑利兵，魏源送，等. 膜蒸馏在高氨氮废水处理与回用中的研究应用进展［J］. 工业水处理，2021，41（12）：15-21.
	KANG Sai， ZHENG Libing， WEI Yuansong，et al. Research and application progress of membrane distillation in high concentration ammonia nitrogen wastewaters treatment and recovery［J］. Industrial Water Treatment，2021，41（12）：15-21.
11	BOO C， LEE J， ELIMELECH M. Omniphobic polyvinylidene fluoride（PVDF） membrane for desalination of shale gas produced water by membrane distillation［J］. Environmental Science & Technology，2016，50（22）：12275-12282. doi:10.1021/acs.est.6b03882
12	任静，李剑锋，高瞻，等. 进水温度对膜蒸馏处理焦化废水效能的影响［J］. 工业用水与废水，2019，50（1）：13-18. doi:10.3969/j.issn.1009-2455.2019.01.004
	REN Jing， LI Jianfeng， GAO Zhan，et al. Effect of feedwater temperature on performance of coking wastewater treatment by membrane distillation［J］. Industrial Water ＆ Wastewater，2019，50（1）：13-18. doi:10.3969/j.issn.1009-2455.2019.01.004
13	谢松辰，文剑平，庞志广，等. 膜蒸馏脱盐中膜污染与膜润湿的研究进展［J］. 化工进展，2021，40（7）：3942-3956. doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2020-1595
	XIE Songchen， WEN Jianping， PANG Zhiguang，et al. Research progress of membrane fouling and wetting in membrane distillation process for desalination［J］. Chemical Industry and Engineering Progress，2021，40（7）：3942-3956. doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2020-1595
14	SU Pengcheng， WANG Fei， LI Zhanjun，et al. Graphene oxide membranes：Controlling their transport pathways［J］. Journal of Materials Chemistry A，2020，8（31）：15319-15340. doi:10.1039/d0ta02249g
15	张洁，韩宗臻，李成刚，等. 氧化石墨烯材料在污水处理中的应用研究进展［J］. 工业水处理，2020，40（8）：23-26. doi:10.11894/iwt.2019-0886
	ZHANG Jie， HAN Zongzhen， LI Chenggang，et al. Research progress in the application of graphene oxide materials in wastewater treatment［J］. Industrial Water Treatment，2020，40（8）：23-26. doi:10.11894/iwt.2019-0886
16	HUMMERS W S Jr， OFFEMAN R E. Preparation of graphitic oxide［J］. Journal of the American Chemical Society，1958，80（6）：1339. doi:10.1021/ja01539a017
17	XU Kai， FENG Bo， ZHOU Chen，et al. Synthesis of highly stable graphene oxide membranes on polydopamine functionalized supports for seawater desalination［J］. Chemical Engineering Science，2016，146：159-165. doi:10.1016/j.ces.2016.03.003
18	LI Songwei， YANG Peipei， LIU Xianhu，et al. Graphene oxide based dopamine mussel-like cross-linked polyethylene imine nanocomposite coating with enhanced hexavalent uranium adsorption［J］. Journal of Materials Chemistry A，2019，7（28）：16902-16911. doi:10.1039/c9ta04562g
19	LIANG Feng， LIU Dongxu， DONG Shurui，et al. Facile construction of polyzwitterion membrane via assembly of graphene oxide-based core-brush nanosheet for high-efficiency water permeation［J］. Journal of Membrane Science，2022，644：120150. doi:10.1016/j.memsci.2021.120150
20	CHEN Xiaoxiao， CHEN Baoliang. Direct observation，molecular structure，and location of oxidation debris on graphene oxide nanosheets［J］. Environmental Science & Technology，2016，50（16）：8568-8577. doi:10.1021/acs.est.6b01020
21	CHONG J Y， WANG B， LI K. Water transport through graphene oxide membranes：The roles of driving forces［J］. Chemical Communications，2018，54（20）：2554-2557. doi:10.1039/c7cc09120f

[1]	薛罡. 论纺织印染废水低碳治理[J]. 工业水处理, 2024, 44(7): 1-8.
[2]	张鹏翔, 陈旭斌, 谭建国. 印染集聚提升园区废水集中处理设施设计与运行[J]. 工业水处理, 2024, 44(6): 209-214.
[3]	施飞, 杨雪, 苏静, 王鸿博. 金属有机框架聚丙烯复合材料制备及降解印染废水研究[J]. 工业水处理, 2024, 44(5): 101-110.
[4]	李天羽, 张峰, 杨艳青, 窦哲华, 崔建国. 基于亚硫酸盐活化体系的Cr（Ⅵ）和罗丹明B同步去除[J]. 工业水处理, 2024, 44(2): 157-165.
[5]	同凡珂, 关通, 周双喜, 王维. 磁性多孔氧化石墨烯的制备及其对典型磺胺类药物的吸附去除[J]. 工业水处理, 2024, 44(12): 109-117.
[6]	李亚峰, 许嗣鼎, 高崇, 傅翔宇. 负载型三维电极-电Fenton法处理活性艳橙X-GN废水[J]. 工业水处理, 2024, 44(1): 80-87.
[7]	杨秀贞, 成双婵, 张浩麟, 周斌, 侯保林. 金属有机框架掺杂氧化石墨烯对水中锑的吸附研究[J]. 工业水处理, 2023, 43(9): 72-83.
[8]	刘维盛, 王晓鹏, 王赓, 刘通, 张岩, 张守健. 双循环厌氧工艺在印染高浓废水处理中的应用[J]. 工业水处理, 2023, 43(7): 217-222.
[9]	杨洋, 马迁, 李增辉, 袁旭冬, 魏平方, 戴捷. N-Mn-TiO₂/AC粒子电极的制备及其降解性能研究[J]. 工业水处理, 2023, 43(11): 114-119.
[10]	杨庆, 王铸, 许欣宇, 黄开龙, 王德朋, 左怡琳, 张徐祥. 基于MMI技术对印染废水中NP降解关键功能菌群的识别、构建与评估[J]. 工业水处理, 2023, 43(11): 15-26.
[11]	连晓燕, 王东田, 钟宇, 魏杰. 混凝法处理工业含锑废水研究进展[J]. 工业水处理, 2023, 43(10): 53-62.
[12]	陈彦安, 徐百龙, 杜平, 刘彬彬. 印染废水中水回用及RO浓水深度处理工程实例[J]. 工业水处理, 2023, 43(1): 157-162.
[13]	黄靖皓, 杨莹, 何晓燕, 白翔. 吡啶基碳纳米笼的阳离子染料吸附性能研究[J]. 工业水处理, 2022, 42(9): 109-116.
[14]	刘宏, 倪静, 叶仕青. 锑对活性污泥去除印染废水COD和氨氮的影响[J]. 工业水处理, 2022, 42(7): 87-94.
[15]	范聪颖, 江博, 杨宇航, 戴捷. 聚苯胺改性石墨毡阴极电Fenton降解效能研究[J]. 工业水处理, 2022, 42(4): 73-77.

选择文件类型/文献管理软件名称

选择包含的内容