基于MFC的PVDF -g- PSSA质子交换膜污染机理解析

论文摘要

使用聚合物本体接枝改性,将对苯乙烯磺酸钠（SSS）接枝到臭氧预活化的聚偏氟乙烯（PVDF）主链上,制备了PVDF-g-PSSA质子交换膜。利用耗散型石英晶体微天平（QCM-D）与石英芯片覆膜技术解析了模拟污染物牛血清蛋白（BSA）与海藻酸钠（SA）以及胞外聚合物（EPSs）在膜表面的吸附作用机理.研究了微生物燃料电池（MFC）连续运行6个月后膜面污染层和阳极室微生物EPSs的主要成分及膜污染对系统产电性能的影响.QCM-D结果表明,随着接枝率升高,对应膜表面BSA和SA的吸附量减小,而BSA的吸附量远大于SA的吸附量,说明BSA是引起质子交换膜污染的优势污染物;当PVDF/SSS质量比为1∶5时,制得PVDF-g-PSSA膜的质子传导率为0.046 S/cm,膜的物化性能和抗污染性能最优;膜污染导致MFC的产电电压和最大功率密度显著降低;膜面污染层EPSs中多糖和蛋白质的含量远高于阳极室污泥EPSs,说明膜面污染层EPSs中的蛋白质在膜污染形成中起到了主要作用.

论文目录

• 1 实验部分
•   1.1 试剂与仪器
•   1.2 PVDF - g - PSSA质子交换膜的制备
•   1.3 膜物理化学性能的测定
•   1.4 膜抗污染性能表征
•   1.5 MFC中膜污染研究
•     1.5.1 MFC的构建及运行
•     1.5.2 极化曲线和功率密度的测定
•     1.5.3 COD测定
•     1.5.4 EPSs的分离与测定
• 2 结果与讨论
•   2.1 PVDF - g - PSSA质子交换膜的物理化学性质
•   2.2 PVDF - g - PSSA膜的抗污染性能
•     2.2.1 不同接枝率PVDF - g - PSSA膜表面BSA吸附研究
•     2.2.2 不同接枝率PVDF - g - PSSA膜表面SA吸附研究
•   2.3 PVDF - g - PSSA膜在MFC中的应用研究
• 3 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 李陈,王磊,李脆脆,王旭东,张全

关键词: 微生物燃料电池,质子传导率,耗散型石英晶体微天平,优势污染物

来源: 膜科学与技术 2019年06期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

专业: 无机化工,材料科学,工业通用技术及设备,电力工业

单位: 河南师范大学环境学院,陕西省膜分离技术研究院,西安建筑科技大学环境学院

基金: 陕西省重点产业链(群)项目(2017ZDCXL-GY-07-03)

分类号: TM911.45;TB383.2

DOI: 10.16159/j.cnki.issn1007-8924.2019.06.002

页码: 8-15

总页数: 8

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