基于离子液体的分子印迹支撑离子液膜的形成机制及其构建

The heavy metals in industrial waste water are important resource and the main direction of development of the industrial wastewater treatment technology is recovered these metals when dealing with the wastewater. Liquid membrane technology has unique characteristics and especially suitable for the separation and concentration of metal ions in the content of less complex components. But it still has some defect and can't be used in industrial production applications.This project point at the characteristic of industrial wastewater and unstable of supported liquid membrane, study on the surface modification of the support membrane, molecular imprinting and membrane liquid modification. At the same time, carry on an investigation into formation mechanism.And hope to build a new system of a stable molecular imprinting support ionic liquid membrane. Study on the new system function, elucidate characterization of phase interface and transport behavior of metal ions in the molecular imprinting support ionic liquid membrane from mass transfer flux, mass transfer rate, diffusion theory, thermodynamics and kinetics angle, and build mass transfer model, to explore the stable membrane system structure and use the membrane system to deal with industrial wastewater containing heavy metal ions. Study a variety of factors of influence its property and achieve new method to deal with heavy metal ions in industrial wastewater. Research result will have big meaning for industrial application of liquid membrane technology in industrial wastewater treatment and is important in the context of the principle of sustainable development strategy in China.

工业废水中所含重金属是重要的资源，在处理废水的同时对其进行回收利用是工业废水处理技术的主要发展方向。液膜技术由于具有独有特点，特别适合于含量较少、成分复杂的金属离子的分离与浓缩，但还存在一定缺陷，未能被工业化应用。本项目针对工业废水的特点及支撑液膜的不稳定性，对支撑膜表面进行改性、分子印迹和对膜液进行改性研究，同时对其形成机制进行研究，以期构建稳定的分子印迹支撑离子液膜新体系，对新体系的功能进行研究，从传质通量、传质速率、扩散迁移理论及热力学和动力学角度阐明金属离子在分子印迹支撑离子液膜的相界面特性及传质规律，建立传质模型，探求稳定的膜体系结构，将该膜体系应用于含重金属离子的工业废水的处理，研究影响其性能的各种因素，获得工业废水中重金属离子处理新方法。研究成果对于液膜技术在工业废水处理中的工业化应用，特别是在我国实行可持续性发展的战略方针背景下具有重要意义。

工业废水中金属离子以其自身的污染特点及对环境造成的巨大危害而受到高度重视，这些金属是重要的资源，在处理废水的同时对其进行回收利用是工业废水处理技术的主要发展方向。液膜技术由于具有独有特点，特别适合于含量较少、成分复杂的金属离子的分离与浓缩，但还存在缺陷，未能被工业化应用。本项目针对工业废水的特点及支撑液膜的不稳定性，对支撑膜表面进行改性、分子印迹和对膜液进行改性研究，同时对其形成机制进行研究，以期构建稳定的分子印迹支撑离子液膜新体系，获得工业废水中重金属离子处理新方法。取得以下研究成果：采用分子印迹技术，制备了Cd(II)、Ni(II)、Pb(II)、Cu(II)、Hg(II)、La(III)、Ce(III)分子印迹膜。利用FT-IR、XRD、XPS、DSC、UV-Vis、CA和BET等对膜结构和性能进行了表征与分析。探讨了膜结构与性能的关系。获得了具有高的选择性和传质通量的修饰膜。采用微波辅助合成技术，设计、制备了适于液膜用的离子液体，探讨了离子液体作为支撑液膜溶剂时，在膜内的存在状态以及其结构与性质对金属离子传质过程的影响。研究了金属离子与膜结构之间的相互作用。研究了膜液组成、体系温度、pH等因素对膜分离性能的影响，构建了分子印迹支撑离子液膜新体系，对该体系的功能和稳定性进行了研究。研究了金属离子在液膜体系中的传质过程，建立了传质模型。研究了影响金属离子分离富集的各种因素，建立了工业废水中重金属离子分离回收新方法。该体系用于工业废水中复杂金属离子的分离与回收，金属离子的回收率可达95%以上。研究课题完成了既定目标。研究成果可为液膜技术的工业化应用提供理论依据和技术支撑，特别是在我国实行可持续发展的战略方针背景下具有重要意义。