【摘 要】
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染料废水由于其潜在的致癌、致畸、致突变的危害和其巨大的生物毒性,对环境和人类健康造成了严重的威胁,用适当的方法处理染料废水尤为重要。膜分离技术处理染料废水已受到世界各国研究人员的广泛关注,但目前的研究主要集中在去除单一电荷染料上,而实际废水中通常含有不同电荷的染料。在本文中,在预处理后的聚氨酯泡沫上通过原位水热合成或浸润的方法负载锆基金属-有机框架材料,然后热压制备成膜(Zr-MOFs-PUF膜和
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染料废水由于其潜在的致癌、致畸、致突变的危害和其巨大的生物毒性,对环境和人类健康造成了严重的威胁,用适当的方法处理染料废水尤为重要。膜分离技术处理染料废水已受到世界各国研究人员的广泛关注,但目前的研究主要集中在去除单一电荷染料上,而实际废水中通常含有不同电荷的染料。在本文中,在预处理后的聚氨酯泡沫上通过原位水热合成或浸润的方法负载锆基金属-有机框架材料,然后热压制备成膜（Zr-MOFs-PUF膜和PUF/PDA/UNG膜）,对在二元或三元体系中去除中性、阳离子和阴离子染料情况进行了研究。选择中性电荷染料罗丹明B（RB）,带正电荷的亚甲蓝（MB）和带负电荷的刚果红（CR）作为模型污染物来研究膜的过滤性能。过滤实验结果表明,Zr-MOFs-PUF膜不仅可以从RB/MB,RB/CR或MB/CR二元体系中一次性同时去除RB,MB和CR,还可以从RB/MB/CR三元体系中同时去除RB,MB和CR。Zr-MOFs-PUF膜去除染料的机制主要是由于膜与染料分子之间的静电相互作用、氢键相互作用和路易斯酸碱相互作用。Zr-MOFs-PUF膜在pH≈7时对RB达到最大去除效率98.80%,在pH≈9时对MB达到最大去除效率97.57%,在pH≈3时对CR达到最大去除效率87.39%。此外,当单一染料溶液中NaCl浓度达到0.5 mol/L时,Zr-MOFs-PUF膜对RB,MB和CR的去除效率分别为93.08%,79.52%和97.82%。在PUF/PDA/UNG膜的过滤实验中,溶液pH对MB和CR的去除影响较大,对RB的去除影响较小。共存盐离子溶液对染料MB的去除影响随盐离子的价态不同有不同程度的影响。当染料溶液中共存NaCl、KCl、CaCl2和Na2SO4时,PUF/PDA/UNG膜对MB的去除率分别为96.62%、98.17%、86.39%和99.34%;盐离子中阳离子价态越高,与MB的竞争吸附越强,减弱了染料分子与膜表面间的静电相互作用力,从而降低了对MB的去除率。共存有机质腐殖酸对MB的去除有些微抑制作用（71.93%）,其主要原因可能是加入的腐殖酸中的羧基能和MB由氢键联合,使MB和PUF/PDA/UNG膜间形成了一道屏障,降低了MB与膜表面的接触,从而降低了对MB的去除。PUF/PDA/UNG膜对混合染料的过滤实验结果表明,PUF/PDA/UNG膜可以经过二次过滤同时有效去除MB/RB、RB/CR和MB/RB/CR染料体系中的MB、RB和CR;对MB/CR混合染料,PUF/PDA/UNG膜可以一次性过滤同时去除。其去除机制主要归功于混合染料间的聚集和染料分子和膜表面间的静电相互作用及氢键作用等。结果表明,所制备的Zr-MOFs-PUF膜和PUF/PDA/UNG膜在染料废水的实际处理中具有很大的潜力。
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