xDLVO理論解析天然有機(jī)物存在下納米顆粒膜污染行為.pdf

1、近年來，納米技術(shù)已廣泛用于許多工業(yè)產(chǎn)品中，導(dǎo)致工程納米顆粒在水環(huán)境中的濃度升高。在納米顆粒中，二氧化鈦(TiO2)納米顆粒被制造用作許多和工業(yè)產(chǎn)品中的顏料，防曬劑，光催化劑和半導(dǎo)體，對微生物，植物和動(dòng)物有毒性作用，并且可能對生態(tài)系統(tǒng)造成損害。因此，納米顆粒如何被廢水處理系統(tǒng)去除并如何影響其性能已經(jīng)受到學(xué)者們廣泛的關(guān)注。超濾被認(rèn)為是廢水處理中去除納米顆粒的有效方法。然而，由于膜污染會(huì)導(dǎo)致膜處理技術(shù)維護(hù)和操作成本的增加，膜污染仍然是限制超濾

2、技術(shù)的廣泛應(yīng)用的桎梏因素。目前關(guān)于從膜分離技術(shù)中去除納米顆粒的研究很少。當(dāng)納米顆粒排入水中時(shí)，環(huán)境因素例如天然有機(jī)物質(zhì)和水中的溶液條件將影響納米顆粒的行為。以前的研究只集中在單個(gè)納米顆粒的膜污染，還未對在天然有機(jī)物存在下納米顆粒膜污染的機(jī)理的進(jìn)行定量分析。
　　本研究利用extendedDerjaguin-Laudau-Verwey-Overbeek(xDLVO)理論對腐殖酸與納米TiO2混合物膜污染過程中的界面作用力進(jìn)行定量解析

3、，評價(jià)不同界面作用能（范德華力作用能、雙電層力作用能以及極性力作用能）對膜污染的貢獻(xiàn)程度，探究腐植酸濃度及溶液條件影響HA-TiO2混合物膜污染的主控機(jī)制。在對界面作用力進(jìn)行定量解析的基礎(chǔ)上，分別對不同污染條件下HA-TiO2混合物膜污染趨勢與界面作用能進(jìn)行線性擬合，從而更為全面、系統(tǒng)的對xDLVO理論描述HA-TiO2混合物膜污染行為的適用性作出評價(jià)。
　　研究結(jié)果表明，極性力作用能對總界面作用能的貢獻(xiàn)最大，污染條件的影響主要是

4、通過改變極性力作用能來實(shí)現(xiàn)。腐植酸濃度對于HA-TiO2混合物的表面特性及界面作用能的大小具有顯著影響，腐植酸濃度的升高使HA-TiO2混合物疏水性增加，從而減小膜與HA-TiO2混合物間及污染物之間的作用能，導(dǎo)致更嚴(yán)重的膜污染。
　　對于HA-TiO2混合物，pH值的升高或離子強(qiáng)度的降低會(huì)減弱界面作用力的吸引性或增強(qiáng)界面作用力的排斥性，從而減緩HA-TiO2混合物的膜污染。不同溶液條件下HA-TiO2混合物膜污染趨勢與界面作用能