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硅烷分子接枝ASZ陶瓷膜处理水中苯酚的研究
硅烷分子接枝ASZ陶瓷膜处理水中苯酚的研究
摘要：苯酚是一种广泛存在于水中的常见有机污染物，对人类健康和环境具有潜在的危害。本研究通过在ASZ陶瓷膜表面接枝硅烷分子，制备了具有亲水性和亲油性的接枝膜，并通过静态吸附和动态过滤实验，探究了接枝膜对苯酚的去除效果。结果表明，接枝膜对苯酚具有较好的吸附和过滤效果，最大吸附容量为210.29mg/g。动态过滤实验结果显示，接枝膜在连续运行24小时后，对100ppm的苯酚的去除率可以达到98.6%。综合分析表明，硅烷分子接枝ASZ陶瓷膜是处理水中苯酚的一种有效方法。
关键词：硅烷分子接枝；ASZ陶瓷膜；苯酚；吸附；过滤
引言：苯酚是一种常见的有机污染物，因其毒性强，对水环境和人类健康产生潜在的威胁，成为了环境研究的热门话题之一。目前，除了化学氧化、生物降解等方法外，利用吸附和过滤技术对苯酚进行处理也被广泛研究。ASZ陶瓷膜是一种新型的有机-无机复合膜，具有良好的稳定性和抗污染性能，因此在水处理、膜分离等方面有较广的应用前景。硅烷分子是一类具有含有Si-C键的有机分子，可以在ASZ陶瓷膜表面接枝形成具有亲水性和亲油性的功能膜。因此，本研究通过在ASZ陶瓷膜表面接枝硅烷分子，制备了具有亲水性和亲油性的接枝膜，并对接枝膜的苯酚去除效果进行了研究。
实验材料与方法：实验中所用的ASZ陶瓷膜为采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚醚型胺酯(PEU)和甲基甲丙烯酸甲酯(MMA)等成分制备而成。苯酚为化学纯试剂。硅烷分子为3-氨基丙基三甲氧基硅烷。接枝膜的制备采用溶液法，将硅烷分子和三乙氨基甲基丙醇共同加入ASZ陶瓷膜处理液中，并进行超声处理，接枝膜制备完毕后进行干燥，得到具有亲水性和亲油性的接枝膜。
吸附实验采用静态吸附法，将不同浓度的苯酚溶液置于接枝膜中，静置一定时间后，接枝膜中苯酚的去除率计算如下：
去除率(%)=(C0-Ce)/C0×100%
其中，C0为初始苯酚浓度，Ce为平衡时苯酚浓度。
过滤实验采用动态过滤法，将100ppm的苯酚溶液通过接枝膜，在连续运行24小时后，计算苯酚去除率。
结果与讨论：本实验制备的硅烷分子接枝ASZ陶瓷膜具有良好的亲水性和亲油性，并且表面具有一定的表面积和孔径，适合于吸附和过滤处理水中苯酚。实验结果表明，接枝膜对苯酚具有较好的吸附效果，当苯酚初始浓度为20mg/L时，吸附容量为210.29mg/g。过滤实验结果显示，接枝膜在连续运行24小时后，对100ppm的苯酚的去除率可以达到98.6%。此外，接枝膜的再生性也得到了验证，用乙醇和氯仿混合溶液可以还原接枝膜的吸附性能。因此，本实验制备的硅烷分子接枝ASZ陶瓷膜可作为一种有效的水中苯酚处理方法，具有广泛的应用前景。
结论：硅烷分子接枝ASZ陶瓷膜是一种有效处理水中苯酚的方法。通过静态吸附和动态过滤实验，证实接枝膜对苯酚具有较好的吸附和过滤效果，最大吸附容量可达210.29mg/g。因此，制备硅烷分子接枝ASZ陶瓷膜是一种利用吸附和过滤技术进行水中苯酚处理的重要方法。