聚吡咯的应用 1膜过滤 膜污染是膜分离技术中的顽疾,是阻碍其大规模应用

爱洛姆佳佳 2024-12-20 11:02:43

聚吡咯的应用 1 膜过滤 膜污染是膜分离技术中的顽疾,是阻碍其大规模应用的主要因素。电化学缓解膜污染技术是利用电场的作用或电化学氧化还原反应的作用以缓解膜污染的方法,使用过程中无需添加化学药品,技术本身无二次污染,且电场的施加容易实现自动控制,操作简便易行、早期的电化学缓解膜污染技术是在反应器中施加电场,后发展至以过滤膜作为工作电极的方式。目前,工作电极以导电膜为主流,即在膜表面负载导电材料或在制膜过程中添加导电材料,或在碳膜和不锈钢丝网上制膜等,但上述方法很大程度上破坏了高分子膜原有的物理化学性质。 聚吡咯导电膜在膜过滤领域具有以下优点: 1、利用聚吡咯的导电特性,可以在膜表面施加电压,通过电场作用去除膜表面的污染物,实现膜的自清洁。这种方 法可以减少化学清洗剂的使用,降低运行成本,同时延长膜的使用寿命。 2、聚吡咯具有较好的耐化学腐蚀性,将其应用于膜材料中,可以增强膜的耐化学性,使其在处理含有腐蚀性物质的液体时更加耐用。 3、聚吡咯的加入可以改变膜材料的表面性质,如亲水性或疏水性,从而影响膜的选择透过性和通量。例如,通过调节聚吡咯的掺杂程度,可以制备出具有更好亲水性的过滤膜,有助于减少污染和提高过滤效率。 聚吡咯不仅可以提升传统过滤膜的功能性和性能,还能开发出新型的智能过滤系统,可以为环境保护、水资源再利用等领域提供技术支持。 刘等采用原位渗透化学聚合的方法,以FeCl,为氧化剂,在聚砜膜表面负载碳纳米管和聚吡咯后形成具有优异导电性能的高分子膜。从CV和ISV曲线上可以看到明显的还原峰和氧化峰还原电位约为-0. 83V和0. 36V,其他测试结果也表明聚吡咯/碳纳米管/聚砜导电膜可以用作一种有效的膜反应器工作电极。该制备工艺可有效构建复合导电层,使聚砜膜具有电极功能,并有望制备出具有高排斥效率和优异通量恢复能力的膜过滤电极,应用于难降解废水的处理。 2有机热电材料 相比于无机热电材料,有机热电材料具有制备成本低、资源丰富、具有良好 的柔韧性等优势,但热电性能较低无法满足生产生活的需求。聚吡咯不能直接应用于有机热电材料,因为聚吡咯刚性的n-π共轭结构及较低的热电性能,阻碍了其在柔性热电材料领域的进一步发展。为了解决有机热电材料低热电性能的问题,将其同无机热电材料复合这一策略在制备高性能柔性热电材料方面受到了广泛的认可。因而为提升聚吡咯热电性能,将其与无机热电材料进行复合被认为是一种行之有效的策略。 李等采用电化学聚合法将软聚合物乙氧化季戊四醇(PEE)引入刚性聚合物 聚吡咯(PPy)中,制备出了PPy/PEE柔性薄膜。发现当PEE浓度为0. 07 M 时,PPy/PEE薄膜热电性能最佳,功率因子达0. 33uWm'K,,断裂伸长率为5. 4%。 为改善PPy/PEE薄膜的热电性能,采用电化学后处理方法调控掺杂水平,当薄膜 经0. 8V电压处理后热电性能最佳,功率因子进一步提升到0. 54 uWmK2, PPy/PEE复合薄膜仍表现出良好的柔韧性。他们的工作可以用于解决有机热电材料低热电性能的问题。 3 印染废水处理 随着纺织、食品、造纸等行业迅速发展,大量的染料和无机盐被排放到水环 境中,对生态环境产生了极大的影响。通过膜分离技术对印染废水进行处理以实现对染料/盐分离和回收是一个行之有效的解决废水处理问题的方法。然而,传统的纳滤膜对印染废水中的染料和盐均有高截留率,很难将其高效分离与回收。因此制备一种能够同步提升渗透通量和染料/盐选择性的分离膜成为解决印染废水处理这一难题的重要途径之一。 聚吡咯导电膜可以应用于膜分离技术中,用于过滤和净化印染废水,利用其 选择透过性,可以有效地从废水中分离出特定的污染物,实现水质的净化。 唐等以聚偏氟乙烯(PVDF)为基膜,在单宁酸辅助下羧甲基纤维素(CMC)凝 胶通过层层交联的方式构建稳定的凝胶层以减少膜污染、提高膜通量,然后在其表面聚合聚吡咯制备出一种CMC/PPy/PVDF复合膜,进一步提高了截留率。对膜的微观结构、亲水性、荷电性以及染料/盐分离特性、运行稳定性进行测试,结果表明,CMC/PPy/PVDF复合膜对5种典型染料均具有较高的截留率(>99%)且对纯水保持较高的通量[91. 7L/(㎡·h),该膜还具有良好的染料/盐分离性能(染料截留率>99%,盐截留率<6%).但是,他们没有对制备的复合膜在高染料浓度和高盐浓度下的分离性能进行深入的探究。 爆料

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