改性醋酸纤维素膜对水中重金属离子的去除探究开题报告

1.1 研究背景

重金属污染主要表现在水污染中，还有一部分是在大气和固体废物中。重金属污染主要来源于工业、农业、城市和污染事故等方面。人类对重金属的开采、冶炼、加工及商业制造活动日益增多，重金属的使用越来越广，重金属污染也越来越严重，重金属在世界各国均被列为第一污染物，表明重金属环境污染已成为一个刻不容缓的世界性课题。

在全球经济和工业高速度发展的浪潮下，有色金属冶炼、化工、农药、医药、印刷等许多的行业每天都会产生大量的重金属废水。未经过处理的重金属废水排放到大自然水体中会对人类和动植物以及生态系统造成严重的危害。

重金属的排放与治理一直是全球关注的焦点。目前，应用于处理含重金属废水的膜主要为致密膜，多孔膜则因孔径较大而无法截留粒径极小的重金属离子，因此，需对多孔膜表面进行改性研究。现在在我国的绝大部分地区还是在运用传统方式来处理工业排放的废水，这些传统的老式方法往往不能最大程度的对废水进行回收利用，加重我国水资源的短缺。水资源总量的缺乏，再加上废水回收利用技术手段的落后，这就使得我国废水处理效率不高，废水重复利用率只有60％，这些问题的产生进一步地加深了我国水资源的贫乏。

在水处理领域内，膜技术已经成为废水处理的重要发展方向。在膜技术的发展中醋酸纤维素膜有着不可或缺的作用，在20世纪六十年代人们做出了第一张高渗透量的醋酸纤维素膜应用于海水的淡化开始，膜分离技术才得以快速发展。

在我国水资源回收利用的难题中，如何对重金属废水进行回收利用显得十分重要。高效、便捷、低廉地对重金属废水进行处理回收利用，有利于解决我国水资源短缺的问题。近年来在水资源和能源危机形式的逼迫下，正渗透技术因为其低能耗、优良脱盐性能、低膜污染和零排放等优势，成为水处理研究领域的热点。

在国内外，由于醋酸纤维素膜卓越的性能、众多的优势和膜分离技术的发展，将醋酸纤维素膜有效地用于重金属废水处理已是当代社会重要的课题之一。

所以，怎样用膜技术高效、便捷、低廉地处理重金属废水水体，回收当中的重金属物质，对我国的工业化发展有着巨大的利用价值，这也是人们当前十分关心的问题。

1.2 研究目的和意义

本课题主要目的是从相关已发表的文献上对改性的醋酸纤维素膜进行分析和总结，介绍所查阅的相关文献对于醋酸纤维素膜的改性方法与进行重金属废水的处理效率等。

本课题的意义是通过阅读相关文献对醋酸纤维素膜的研究得出改性醋酸纤维素膜去除重金属废水应用方面的结论，为其工业化发展提供理论依据和数据指导。

2.1 主要研究内容

1.基于课题内容，对国内外文献报道进行检索，并进行分类总结；

2.搜集国内外重金属废水的现状及其治理方法、成效和研究进展等，对重金属废水进行简单概括与介绍相关知识；

3.对醋酸纤维素膜的研究报道进行文献阅读与分类总结。介绍醋酸纤维膜在水处理方面的发展历史和概况等；

4.查阅文献，对改性的醋酸纤维素膜进行详细介绍，具体介绍醋酸纤维素膜的改性制备方法和对于重金属废水去除方面的应用情况。

5.对近十几年来的使用醋酸纤维膜改性膜处理重金属废水的研究进行阅读，整理并进行相关分析总结。并介绍文献中对醋酸纤维素膜进行改性制备的方法和所获得的改性膜在在处理水中重金属过程中的处理效果和分离原理等等。比如：在利用化学改性法中的氧化法在纤维素中引入特定的官能团而增加了对金属离子的吸附能力，从而改性后的醋酸纤维素膜在重金属废水中的处理能力变化进行介绍和分析。

2.2 预期目标

通过前面的文献分析，得出目前醋酸纤维膜在去除重金属应用方面的结论，并结合发展现状，合理地提出几条意见和建议。

[1] 王志颖.重金属废水污染治理方法探究[J].华北水利电大学学报（社会科学版）,1008-4444(2018)03-0024-04.

[2] 中国新闻网.地球发出水警报:目前全球17个国家水资源极度紧缺[EB/OL］.(2019-08-09)［2020-02-15］.

[3] 中国新闻网.全球再次响起水警报1/4人口遭受资源极度紧缺危机［EB/OL］.(2019-08-13)［2020-02-15］.

[4] CECS92:97,重金属废水化学法处理设计规范[S].

[5] 李红艳.重金属废水污染治理方法探究[J].资源节约与环保,2020.09.049.

[6] NriaguJerome O.Quantitative assessment of worldwide contamination of air water andsoils by metals[J].Nature,1988,333:134-139.

[7] 2021年中国污水处理行业运行情况总结及2022年行业走势预测，中商情报网，2022.2.11.

[8] 王从未.关于重金属废水处理技术的研究[J].环境污染与治理,2021.04.264.

[9] 邹照华,何素芳,韩彩云,等.重金属废水处理技术研究进展[J].水处理技术,2010,36(6):17-20.

[10]张帆,李菁,谭建华,et al.吸附法处理重金属废水的研究进展[J].化工进展，2013，(11):2749-2746.

[11]ESPOSITOB P,EPSZTEJN S,BREUER W,et al.A Review of fluoredcence Methods for AssessingLabile Iron in Cells and Biological Fluids[J].AnalyticalBiochemistry,2002(1):1-18.

[12]邹涛,刘明远.离子交换法处理工业废水中重金属的现状与发展[J].山东化工,2017(10):190-192.

[13]KULKARNIV V,GOLDER A K,GHOSH P K.Synthesis and characterization of carboxylic cationexchange bio-resin for heavy metal remediation[J].Journal of hazardousmaterials,2017(341):207.

[14]MURRAYA,RMECI B.Use of polymeric submicron ion-exchange resins for remobal oflead,copper,zinc,and nickel from natural waters[J].Journal of environmentalSciences,2019(1):247-254.

[15]LIUB,WANG D,YU G,et al.Addorption of heavy metal ions,dyes and proteins bychitosan composites and derivatives-A review[J].Journal of Ocean Universityof China,2013(3):500-508.

[16]马宗云.重金属废水处理技术及其研究进展[J].冶金与材料,2018,38(3):(59-60).

[17]赵次娴,刘陈,刘锐利,等.重金属污水处理技术研究进展[J].广东化工,2021,8(48):179-181.

[18]王华,刘艳飞,彭东明,王福东,鲁曼霞.膜分离技术的研究进展及应用展望[J].应用化学,2013,42(03):532-534.

[19]LonsdaleH K.The growth of membrane technology[J].Journal of MembraneScience.1982,10(2):81-181.

[20]MasonE A.From pig bladders and cracked jars to polysulfones:An historicalperspective on membrane transport[J].Journal of MembraneScience.1987,60(2-3):125-145.

[21]周瑞琪.膜分离技术在水处理中的应用研究[J].环境科学与管理,2018,43(12):91-94.

[22]尚敏.醋酸纤维素正渗透膜的制备及性能研究[D].东北林业大学,2019.

[23]孙威广.三醋酸纤维正渗透膜的制备及其应用的研究[D].上海应用技术大学,2017.

[24]SHABANM,ASHRRY E S,ABDELHAMID H,et al.Anti-biofouling of 2-acrylamido-2-methypropanesulfonic acid grafted cellulose acetate membranes used for waterdesalination[J].Chemical Engineering and Processing,2020,149:107857-107863.

[25]AIKATERINIR T,VARVARV K,VERONIKI B,et al.Biomimetic and biodegradable cellulose acetatescaffolds loaded with dexamethasone for bone implants[J] Beilstein Journal ofNanotechnology,2018,9:1986-1994.

[26]FAKIND,OJATRSEK A,HRIBEMIK S,et al.Electrospun nanofibrous composites fromcellulose acetate/ultra-high silica zeolites and their potential for VOC adsorptionfrom air[J].Carbohydrate Polymers,2020,236:116071-116091.

[27]ZHUM,CAO Q,LIU B,et al.A novel cellulose acetate/poly (ionic liquid) compositeair filter[J].Cellulose,2022,27:3889-3902.

[28]OJSTRSEKA,FAKIN D,HRIBEMIK S,et al.Electrospun nanofibrous composites from celluloseacetate/ultra-high silica zeolites and their potential for VOC adsorptionfrom air[J].Carbohydrate Polymers.2020,236:116071-116091.

[29]ZHUM,CAO Q,LIU B,et al.A novel cellulose acetate/poly(ionic liquid)composite airfilter[J].Cellulose,2020,27:3889-3902.