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如今主要的工业污染之一就是废水的排放,而废水中的重金属离子会对人体、土壤和微生物带来严重的伤害。电渗析技术是去除废水中重金属离子具有经济效益和实用价值的重要方法,它能够同时实现金属离子的浓缩和水的回收利用,又不造成二次污染,应用领域和前景广泛。本文用实验室自制的丙纶均相离子交换膜和搭建的电渗析装置对废水中铜离子浓缩分离处理,具有一定的实用价值。首先,将含氟丙烯酸酯分别与丙烯酸(AA)和甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵(MAPTAC)等单体借助于紫外光照技术接枝到丙纶非织造布上。同时,将AA和MAPTAC作为主要单体,分别与含氟丙烯酸酯等进行溶液聚合,制备了 PAA和PMAPTAC溶液,再将所得聚合物溶液分别涂覆在接枝后的丙纶非织造布表面,最终分别制得了丙纶均相阳离子交换膜和阴离子交换膜。论文重点研究了单体、交联剂和引发剂用量等对接枝率的影响,并通过红外光谱、扫描电镜、热失重法、含水率、离子交换量和水接触角和力学性能测试等对改性前后的丙纶非织造布的结构与性能进行表征。最后,将均相阳离子交换膜应用于电渗析装置中进行浓缩分离。通过试验中各水室的pH、电导率、耗电量和铜离子浓度等数据分析,对比了均相阳离子交换膜和市售异相阳离子交换膜应用于电渗析装置处理铜离子废水的效果。得出结论如下:(1)AA单体比例为34.4%,最佳接枝率为169.4%;MAPTAC 比例为30.7%,最佳接枝率为343.5%。(2)在接枝单体保持不变的条件下,BP含量增加时,接枝率先增加后减少。BP的含量为3.1%,AA最大接枝率为189.1%。BP含量为3.7%时,MAPTAC最大接枝率为 370.8%。(3)保持接枝AA和MAPTAC的最佳接枝浓度不变,接枝率随着交联剂的用量增加先提高后降低。交联剂浓度为6.1%,AA接枝率的最大值为268.1%。交联剂浓度为7.1%,MAPTAC的最高接枝率为334.0%。(4)扫描电镜、红外光谱和热稳定性能测试结果表明:AA、MAPTAC和含氟丙烯酸酯成功接枝到了丙纶大分子链上。(5)离子交换膜表面接触角的测试结果显示,当含氟丙烯酸酯含量增加时,离子交换膜的表面的疏水性提高。(6)当单体浓度增加时,含水率、离子交换量和力学的变化规律基本一致,都是先增加到最大值后趋于平稳状态。而离子交换膜的膜面电阻先降低后基本保持不变。(7)电渗析结果发现,两种电渗析过程中,均相离子交换膜铜离子去除率优于异相膜。当阴极溶液为盐酸时,均相阳离子膜的铜离子去除效率强于异相离子交换膜,且均相膜电流效率更高。本课题对丙纶非织造布进行了紫外光照接枝和涂覆改性,并将制备的均相阳离子交换膜应用到电渗析装置中去除铜离子,取得较好的效果。这对扩大丙纶非织造布产量和促进非织造产业转型升级具有重要意义。