基于改性离子交换膜的电渗析法脱硫芒硝资源化过程与性能

当前位置：首页 > 论文 > 2025 > 04

论文

收稿日期：2024-12-22 修回日期：2025-02-26 接受日期：2025-03-03

DOI:10.20078/j.eep.20250315

免费下载 2025年04期

摘要：湿法脱硫过程中产生的芒硝(硫酸钠)副产物,因化学性质稳定且资源化利用率低,长期堆存对环境和土地资源造成了显著压力。为此,通过改性离子交换膜在电渗析过程中的应用,优化和Na+的分离效率,实现芒硝的资源化利用。分别采用吡咯和硅酸乙酯对阳离子交换... 展开+

摘要：

湿法脱硫过程中产生的芒硝(硫酸钠)副产物,因化学性质稳定且资源化利用率低,长期堆存对环境和土地资源造成了显著压力。为此,通过改性离子交换膜在电渗析过程中的应用,优化和Na+的分离效率,实现芒硝的资源化利用。分别采用吡咯和硅酸乙酯对阳离子交换膜进行改性,以提升膜的机械强度和Na+迁移性能,采用聚乙烯亚胺和多巴胺对阴离子交换膜进行改性,优化膜的表面结构和的选择性渗透能力。傅里叶变换红外光谱(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)表征结果显示,改性后的离子交换膜表面负电荷显著增强,孔隙分布更为均匀,整体结构致密性得到有效改善。此外,接触角测试结果表明,改性工艺提高了膜的亲水性,有助于提升离子迁移效率。实验结果显示,吡咯改性阳离子交换膜的Na+渗透率较原始膜提升了0.36%,多巴胺改性阴离子交换膜的渗透率提高了12.57%。进一步电渗析实验表明,在电解电压为50V、室温条件下,改性膜组合实现了对和Na+的分离效能提升,纯度分别达到99%。经过6次循环测试,改性膜在离子选择性和迁移效率方面表现出良好的稳定性,满足了长期工业运行的需求。将多种改性方法结合并应用于离子交换膜的优化设计,显著提升了电渗析技术在芒硝资源化过程中的分离效率和运行稳定性。研究结果不仅为芒硝副产物的绿色资源化提供了重要的技术支持,还为复杂工业废水的处理及资源回收提供了参考。

收起-

作者：

赵劼^1,2,3
林孝锋^1,2,4
张伟^1,2,3
李波^1,3,5
李凯^1,2,3,*

作者简介

第一作者：赵劼(1990—),男,云南昆明人,讲师,主要研究方向为膜分离技术在多介质污染控制中的应用研究。E-mail:zhaojie@kust.edu.cn
通讯作者：李凯(1986—),男,天津人,教授,主要研究方向为环境催化技术在多介质污染控制中的应用研究。E-mail:likaikmust@163.com

单位

1. 昆明理工大学环境科学与工程学院,云南昆明 650500
2. 冶金及化工行业废气资源化国家地方联合工程研究中心,云南昆明 650500
3. 江西省萍乡市废物资源化技术产业研究院,江西萍乡 337000
4. 重庆华峰化工有限公司,重庆 404100
5. 江西省蔚蓝环境工程技术有限公司,江西萍乡 337000

关键字

离子交换膜
芒硝
电渗析
表面改性
资源化利用

基金项目

云南省科技厅基础研究专项面上资助项目(202301AT070196);云南省科技厅昆明理工大学“双一流”创建联合专项(202201BE070001-033);江西省自然科学基金青年基金资助项目(20242BAB21020);江西省赣鄱俊才支持计划-主要学科学术和技术带头人培养项目(20243BCE51094)

引用格式

赵劼, 林孝锋, 张伟, 等. 基于改性离子交换膜的电渗析法脱硫芒硝资源化过程与性能[J]. 能源环境保护, 2025, 39(4): 147−157.

ZHAO Jie, LIN Xiaofeng, ZHANG Wei, et al. Process and Performance of Desulfurizing Thenardite Resource Utilization Based on Electrodialysis with Modified Ion Exchange Membranes[J]. Energy Environmental Protection, 2025, 39(4): 147−157.

论文

作者：

作者简介

单位

关键字

基金项目

引用格式

相关论文

最新更新