xDLVO理論解析天然有機物存在下納米顆粒膜污染行為.pdf

1、近年來，納米技術已廣泛用于許多工業(yè)產品中，導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)產品中的顏料，防曬劑，光催化劑和半導體，對微生物，植物和動物有毒性作用，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受到學者們廣泛的關注。超濾被認為是廢水處理中去除納米顆粒的有效方法。然而，由于膜污染會導致膜處理技術維護和操作成本的增加，膜污染仍然是限制超濾

2、技術的廣泛應用的桎梏因素。目前關于從膜分離技術中去除納米顆粒的研究很少。當納米顆粒排入水中時，環(huán)境因素例如天然有機物質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納米顆粒的膜污染，還未對在天然有機物存在下納米顆粒膜污染的機理的進行定量分析。
　　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行定量解析

3、，評價不同界面作用能（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制。在對界面作用力進行定量解析的基礎上，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。
　　研究結果表明，極性力作用能對總界面作用能的貢獻最大，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，導致更嚴重的膜污染。
　　對于HA-TiO2混合物，pH值的升高或離子強度的降低會減弱界面作用力的吸引性或增強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