简约深蓝学术毕业答辩PPT模板

离子膜电渗析分离碱性料液 答辩人： 目录 Content s 研究背景与意义 研究进展 实验方法、结果与讨论 结论 总结与展望 过渡页 研究背景与意义 研究进展 实验方法、结果与讨论 结论 总结与展望 背景与意义 研究进展 方法、结果与讨论 结论 总结与展望 4/2 7 背景和意义 铝生产过程产生的氧化 铝碱性料液的传统处理 方法如萃取法、酸碱中 和法、蒸发法等对于设 备的要求高，效率低。 铝的冶炼过程中会产生 大量的碱性废水，碱性 废水会污染地表水，影 响生态平衡，同时也会 造成土壤的污染。 碱性废水中往往会含有 大量碱液和少量金属离 子，如果不经过处理就 直接排放，造成大量可 利用资源的浪费。 将电渗析技术应用于提取氧化铝碱性料液中的碱液工段，不仅可以分离出碱液，还 可以将提取出来物质使用于下一工序，不仅节约成本，也具有很好的环保效益。 意 义 背景与意义 研究进展 方法、结果与讨论 结论 总结与展望 5/2 7 电渗析的定义和作用 是以电位差为驱动力的膜分离过程，能够有效地分离溶液中阴、阳离子，从 而实现料液的分离。 可以实现对溶液的浓缩、提纯、精制以及淡化。 过渡页 研究背景与意义 研究进展 实验方法、结果与讨论 结论 总结与展望 背景与意义 研究进展 方法、结果与讨论 结论 总结与展望 7/2 7 国内外研究进展 针对氧化铝生产中生成的 赤泥废液，有相关文献报 道，进行废碱液的回收。 但是对碱性料液的处理， 报道较少！ 国外有相关专利报道，针对铝 或铝合金用氢氧化钠进行蚀刻 后产生的碱性废液，用电解电 渗析方法进行碱和铝等的回收。 该法在回收过程中极易产生氢 氧化铝等沉淀，会对膜产生污 染，同时，该操作过程为间歇 不连续的，不利于实际生产。 VS 过渡页 研究背景与意义 研究进展 实验方法、结果与讨论 结论 总结与展望 背景与意义 研究进展方法、结果与讨论结论 总结与展望 9/2 7 实验方案 设计四种不同的电渗析膜堆，在恒定电流和料液浓度的情况下，考察分离NaOH +Na(AlOH)4 料液的能力，优选出一种膜堆，再考察工作时间对分离能力的影响 在优化后的条件下进行连续性分离操作，共连续回收10 次，考察膜在分离过程中 的稳定性 最后，先将膜在料液中分别浸泡3 天、7 天、14 天，再进行料液的分离，研究腐 蚀时间对膜性能的影响。 10/2 7 1. 实验装置 背景与意义 研究进展方法、结果与讨论结论 总结与展望 实验条件 1. 阳膜（FSB 膜），阴膜（AM-QP-30 膜）； 2 运行时间4h 电流密度350mA/cm2 电极液（0.5mol/LNaSO4,500m l ） 回收液（0.1mol/LNaOH,500m l ） 料液（ 1.5mol/LNaOH+0.8mol/L Na Al(OH)4,500ml ； ） 11/2 7 膜堆的设计 Model 1 Model 4— 三重复单元 Model 3— 二重复单 元 Model 2 背景与意义 研究进展方法、结果与讨论结论 总结与展望 12/2 7 实验结果 OH- 和Al(OH)4- 浓度随时间变化曲线 图 OH- 、Al(OH)4- 、αk 随膜堆变化 曲线图 分 析 1. 从Model1 到Model4 ，碱回收量逐渐增 大 ； 2. 随着重复单元数增加，偏铝酸根离子浓度增 加较为明显 ； 1. 随着重复单元数增加，OH- 的回收率和铝泄漏率都 逐渐增加；对Model4 铝泄漏率过大不利于实际生 产； 2.αk 下降较为明显。 背景与意义 研究进展方法、结果与讨论结论 总结与展望 13/2 7 不同膜堆电压值- 时间变化曲线 电流效率、能耗值与膜堆之间关系图 分 析 电压下降的原因是回收室离子浓度增加，电导 率增加以及膜堆中温度有一定的升高。 1. 单重复单元的膜堆能耗均较高； 2. 随着重复单元数增加，能耗下降比较明 显； 背景与意义 研究进展方法、结果与讨论结论 总结与展望 优选膜堆为Model4 ，考虑到铝泄漏 率不能够太高，考察运行时间的影响。 从Model1 到Model4 ，膜的数量分别为3 、 4 、5 、7 ，因此膜堆的电阻也增加，所以电 压曲线逐渐上升； T (min) OH- (%) Al(OH) 4- (%) αk 能耗 （kWh/ kg ） 电流效率 （% ） 180 63.4 13.9 8.9 8.75 71.1 210 66.7 18.6 7 9.50 64.1 240 72.5 23.6 6 9.85 61.0 随着时间的增加，OH- ，Al(OH)4- 和能耗均逐渐增加，其中Al(OH)4- 增加较为 明显，αk 和电流效率有所下降，综合考虑，建议运行时间为180 分钟。 运行时间对膜堆4 的影 响 14/2 7 背景与意义 研究进展方法、结果与讨论结论 总结与展望 15/2 7 阳膜为FSB 和阴膜为AM-QP-30 膜 膜堆为Model 4 运行次数为10 次，每次运行时间均为180 分 钟 电流密度为350mA/cm2 。 Cr,OH- 、Cr, Al(OH)4- 随时间变化曲线 图 电压值随时间变化曲线图 分 析 1. 回收室碱的浓度及偏铝酸根离子的浓度变化趋势基本一致， 2. 电压值比较稳定，随着运行次数的增加仅有微弱的上升，原因可能是膜受到轻微的污 染。 背景与意义 研究进展方法、结果与讨论结论 总结与展望 2. 连续分离实验： 2.1 实验I 16/2 7 AM-QP-30 阴膜更换为FQB 阴膜，其余条件不变。 Cr,OH- ，Cr,Al(OH)4- 随时间变化曲 线 电压值随时间变化曲线 分 析 背景与意义 研究进展方法、结果与讨论结论 总结与展望 1. 回收室碱的浓度及偏铝酸根离子的浓度变化趋势基本一致， 2. 电压曲线随运行次数的增加有明显上升，可能原因是FQB 阴膜受到腐蚀比较严 重。 2.2 实验II ： 实验组数 OH- (%) Al(OH)4- (%) αk 能耗（kWh/ kg ） 电流效率 （% ） 1 59.2 12.9 9.2 10.06 67.0 2 54.4 13.8 8.0 10.68 61.6 5 54.7 14.2 7.9 10.88 61.9 6 53.7 15.1 7.4 11.30 60.7 9 56.9 15.0 7.5 11.56 60.4 10 54.1 14.6 7.4 12.26 57.4 17/2 7 背景与意义 研究进展方法、结果与讨论结论 总结与展望 实验I— 阴膜为AM-QP-30 膜 实验组数 OH- (%) Al(OH)4- (%) αk 能耗（kWh/ kg ） 电流效率 （% ） 1 57.8 17.7 6.7 10.69 65.4 2 47.5 16.2 6.1 12.79 53.7 5 51.5 18.3 5.8 12.46 58.3 6 51.4 17.7 6.0 12.85 58.1 9 55.5 18.3 6.2 12.84 62.8 10 52.5 18.7 5.9 14.68 59.5 OH- 和Al(OH)4- 稳定在一定的范围，αk 没有明显减小，能耗有所升高，电流 效率有所减小。可能原因是膜受到污染。 两者碱回收率相差不大，实验II 中的Al(OH)4- 明显大于I 中，αk 小于1 中，能 耗高于实验1 ，电流效率也有所下降。因此，AM-QP-30 膜的性能优于FQB 膜。 18/2 7 背景与意义 研究进展方法、结果与讨论结论 总结与展望 实验II— 阴 膜为FQB 膜 19/2 7 连续实验膜污染研究 AM-QP-30 和FQB 阴膜实验前后扫描电镜图 AM-QP-30 膜进 行分离实验前 AM-QP-30 膜进 行分离实验后 FQB 膜进行分离实 验前 FQB 膜进行分离实 验后 分 析 进行分离实验后膜的表面有沉淀析出，原因是料液中偏铝酸根离子水解生成Al(OH)3 沉淀。 背景与意义 研究进展方法、结果与讨论结论 总结与展望 解决办法：实验结束后向装置中通入稀酸除去沉淀！ 20/2 7 3.1 质量损失率分析 质量损失率随腐蚀时间变化曲线 分 析 随着腐蚀时间增加，两种膜的质量损失率增加，但是FQB 膜损失率更高，在三天时达到40% 以 上，明显高于AM-QP-30 膜，说明AM-QP-30 膜更耐腐蚀。 背景与意义 研究进展方法、结果与讨论结论 总结与展望 3. 腐蚀时间对膜的影响 21/2 7 扫描电镜分析 AM-QP-30 膜 腐蚀3 天后 AM-QP-30 膜 腐蚀7 天后 AM-QP-30 膜 腐蚀14 天后 FQB 膜腐蚀3 天后 分 析 AM-QP-30 膜腐蚀3 天后，膜表面没有明显变化，腐蚀7 天后表面变得 轻微粗糙，原因是膜表面有掉料现象；14 天后掉料较严重，膜表面更加 粗糙，说明膜受到较严重的腐蚀；FQB 腐蚀3 天后，膜表面出现了许多 小孔，说明膜受到较严重腐蚀。因此AM-QP-30 膜更加耐腐蚀。 背景与意义 研究进展方法、结果与讨论结论 总结与展望 可否将膜应用于ED 实 验？ 22/27 实验结果分析 Cr,OH- ，Cr,Al(OH)4- 随时间变化 曲线图 电压值随时间变化曲线图 分 析 1. 分离效率没有明显差异，说明膜具有较好的耐腐蚀性； 2. 腐蚀时间越长，电压值越小。 腐蚀3 天的电压曲线与未腐蚀的膜的电压曲线基本一致，随着腐蚀增加，电压曲线有所下 降，原因是膜受到腐蚀，有掉料现象出现，膜变薄，面电阻减小， 但是，如果膜腐蚀足够严重，将会严重影响膜的性能，如在实验中会产生正渗透现象。 背景与意义 研究进展方法、结果与讨论结论 总结与展望 过渡页 研究背景与意义 研究进展 实验方法、结果与讨论 结论 总结与展望 背景与意义 研究进展 方法、结果与讨论 结论 总结与展望 24/2 7 实验结论 膜堆构型对电渗析过程影响不同，重复单元增加效果较好； 重复单元数多的Model 4 分离效果比其他膜堆好； AM-QP-30 膜比FQB 膜更加耐腐蚀，分离效果更好； 电渗析分离受膜的腐蚀时间、电流大小以及运行时间等多个因素的影响。 过渡页 研究背景与意义 研究进展 实验方法、结果与讨论 结论 总结与展望 背景与意义 研究进展 方法、结果与讨 论 结论总结与展望 26/2 7 提高膜的选择性； 提高碱的回收率； 降低能源消耗值。 欢迎提问 Thank you