无纺布支撑PVDF纳米纤维疏水膜的制备及其性能研究

以N,N-二甲基甲酰胺和丙酮为混合溶剂,采用静电纺丝法制备了基于不同无纺布支撑的聚偏氟乙烯(PVDF)纳米纤维疏水膜,考察了不同无纺布支撑材料对膜结构与膜性能的影响;利用扫描电子显微镜、接触角测量及膜蒸馏脱盐实验等对纳米纤维膜的结构及性能进行了表征。结果表明,以不同无纺布为支撑材料的电纺纳米纤维膜具有良好的疏水性,接触角最高可高达149.5°;复合膜整体孔隙率最高为79.8%,纳米纤维分离功能层的孔隙率最高可达92.6%;纳米纤维膜平均孔径随着静电纺丝时间的延长而降低,膜平均孔径在1.25~2.02μm,尽管膜孔径分布情况各不相同,但复合膜的盐截留率均能达到99.99%以上。以质量浓度35 g/L的NaCl溶液为进料液进行直接接触式膜蒸馏脱盐实验,在疏水膜两侧温差为60℃条件下膜通量最高可达48.84 kg/(m~2·h)。     

聚合物含量对膜蒸馏用聚偏氟乙烯电纺纳米纤维膜的影响

为考察聚合物含量对聚偏氟乙烯(PVDF)静电纺丝纳米纤维膜的结构和性能的影响,在二甲基甲酰胺与丙酮质量比为9:1的条件下,制备了无纺布支撑的PVDF静电纺丝纳米纤维膜,进行了聚合物PVDF含量对纺丝液基本性质与膜的形貌结构及分离性能的影响分析。结果表明,提高纺丝液中PVDF含量,纺丝液的表面张力与电导率降低,纳米纤维间珠粒数量减少,纤维直径增大。直接接触式膜蒸馏脱盐应用实验表明,PVDF的质量分数为12%条件下制备的疏水膜,在盐溶液与冷侧循环水温度分别为80℃与20℃时,其通量可达62.38 kg/(m~2·h),产水电导率为8μS/cm,盐截留率达到99.99%以上。     

聚氯乙烯/热塑性聚氨酯中空纤维膜的研制及应用

以聚氯乙烯(PVC)和热塑性聚氨酯(PUR-T)为原料,制备了PVC/PUR-T共混中空纤维膜,研究了铸膜液浓度、PVC与PUR-T配比、铸膜液添加荆、纺丝温度对PVC/PUR-T共混中空纤维膜性能的影响.结果表明,PVC/PUR-T配比为80:20,其质量分数为15%～16.5%,添加剂为PEG 600,纺丝温度为90%:时制取的PVC/PUR-T共混中空纤维膜性能较好.     

聚偏氟乙烯中空纤维膜的研制

本文选用聚偏氟乙烯作为膜材料,二甲基甲酰胺为溶剂,聚乙二醇为添加剂,采用湿法纺丝成膜,对影响膜性能的诸因素进行了讨论,用所制的中空纤维膜组件对TNT废水进行了膜萃取实验。用回归正交实验设计确定的最佳配方为聚偏氟乙烯浓度22.14%,聚乙二醇浓度6.26%,二甲基甲酰胺71.60%,纺丝温度54.84℃。该最优组合膜的萃取速率为1.898mg/m     

膜蒸馏用静电纺纳米纤维膜的制备及应用进展

热驱动的膜蒸馏技术以其极高截留率和较温和操作条件成为膜分离领域的一个重要分支。相较于传统相转化分离膜,静电纺纳米纤维膜由纳米纤维网络组成,比表面积及孔隙率更高且为互相贯通的开孔结构,能显著减小蒸汽传质阻力,提高水通量,有效突破膜蒸馏技术通量低的限制。但特殊的静电纺丝工艺使得高通透的纳米纤维膜面临着更严重的机械稳定性恶化及膜污染问题。从静电纺纳米纤维膜材料、膜制备、膜结构、改性技术、膜污染及膜蒸馏应用等6方面对近些年膜蒸馏用静电纺纳米纤维膜进行综述,并对其在膜蒸馏应用中亟需深入研究的内容及前景进行展望。     

聚醚型聚氨酯电纺纤维膜的制备及结构性能研究

将聚醚型聚氨酯(PU)切片溶于四氢呋喃/N,N-二甲基甲酰胺(体积比1:1)混合溶剂中,配制得到质量分数分别为2%,3%,4%,5%的透明均一纺丝液,采用静电纺丝法制备聚醚型PU电纺纤维膜,研究了其结构与性能。结果表明:聚醚型PU电纺纤维膜在电纺过程中没有发生化学结构的变化;随着纺丝液浓度增加,纤维直径逐渐增加,聚醚型PU电纺纤维膜的孔隙率先增大后减小,断裂强度、拉伸模量和断裂伸长率先减小后增加;当纺丝液质量分数为3%时,聚醚型PU电纺纤维膜的纤维表面光滑且直径分布均匀,纤维平均直径为(380.7±85)nm,孔隙率为(86.4±1.8)%,接触角为134°,吸水率为248.4%,水蒸气透过率为99.29 g/(m~2·h),拉伸强度为2.77 MPa,拉伸模量为1.70 MPa,断裂伸长率为103.3%。     

聚碳酸亚丙酯/硅藻土复合纤维膜的制备及性能

采用静电纺丝技术,通过正交试验设计确定制备聚碳酸亚丙酯(PPC)/硅藻土复合纤维膜最佳工艺。利用傅立叶转换红外光谱仪(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、热失重仪(TGA)、比表面和孔隙度分析仪(BET)及抗菌性实验对复合纤维膜的结构和性能进行测试。确定制备PPC/硅藻土复合纤维膜的最佳工艺参数为:纺丝液质量分数为7%,硅藻土质量分数为0.8%,针头内径为0.6 mm,接收转速为60 r/min。在固定PPC浓度条件下,添加质量分数为0.8%硅藻土时,PPC/硅藻土复合纤维膜具有最高的最大分解温度;随着硅藻土含量的增加,比表面积先增大后降低。抑菌性测试发现:当硅藻土质量分数为0.8%时,复合纤维膜的抑菌率可达69.3%,具有一定的抑菌性,可应用于医用敷料。     

PVA静电纺丝工艺优化研究

以聚乙烯醇(PVA)为原料、去离子水为溶剂,通过静电纺丝制备PVA纳米纤维膜,利用正交实验探讨静电纺丝过程中纺丝液PVA浓度、纺丝距离、纺丝电压和注射速度对PVA纳米纤维膜形貌及纤维直径的影响,得出制备纤维膜的较佳工艺条件,并分析了纺丝液PVA浓度对纤维膜的力学性能和亲水性能的影响。结果表明：随着纺丝液PVA浓度的增加,PVA纤维的直径逐步变小,直径分布变窄;当纺丝液PVA质量分数为7%、纺丝电压为14 kV、纺丝距离为14 cm、注射速度为0.5 mL/h时,纤维膜的纤维直径最小,为203 nm;正交实验中PVA浓度、纺丝电压、纺丝距离、注射速度4个因素的极差值分别为87.00,49.67,18.33,11.67;纺丝液PVA质量分数从5%增加到7%,纤维膜的断裂强度从2.21 MPa提高至2.81 MPa,断裂伸长率从31.63%提高至56.39%,水接触角从37.7°提高至48.7°。     

仿生水稻叶各向异性聚偏氟乙烯超疏水膜的构建及性能研究

通过静电纺丝技术制备了一种仿生水稻叶各向异性聚偏氟乙烯(PVDF)超疏水膜,研究了纺丝液配比、纺丝条件对聚偏氟乙烯纳米纤维膜的形貌、疏水性以及纤维取向的影响。结果表明,最优纺丝液溶剂配比为DMF/丙酮=5∶5,PVDF质量分数为22%。最优纺丝参数为：电压12 kV,纺丝液推注速度0.05 mm/min,滚筒接收转速2 200 r/min,接收距离15 cm。制备出的聚偏氟乙烯纳米纤维膜具有优异的疏水性和各向异性,其与水的接触角为149.5°。同时,膜的断后伸长率为94.90%,抗拉强度16 MPa。为超疏水膜及表面制备提供了一种新的可行方法。     

多孔中空纤维膜制备及后处理对膜性能的影响

采用干-湿法纺丝工艺,以N,N-二甲基乙酰胺为溶剂,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为添加剂,制备聚偏氟乙烯/聚氯乙烯/聚甲基丙烯酸甲酯共混五孔中空纤维膜,研究了纺丝工艺参数以及后处理对膜性能的影响.结果表明,当干纺程为20 cm,芯液中DMAC质量分数为40%,芯液流量为13 mL/min时,制备的纤维膜综合性能最好.该中空纤维膜最大水通最为612 L/(m2·h),截留率为83%.     

平板膜污泥浓缩工艺中污染膜的膜清洗方式

该文研究了平板膜污泥浓缩工艺中污染膜的清洗,分析了不同种类、不同浓度化学药剂的清洗效果,重点评估了膜通量恢复率、膜表面形态、临界通量等性能。结果表明Na Cl O为最有效清洗药剂,清洗后膜水通量恢复最显著,膜表面孔隙率恢复最高,Na OH药剂不适宜于该工艺中膜的清洗。此外,试验确定0.1%草酸和1%Na Cl O的组合清洗方式为污泥浓缩工艺中膜清洗的最佳清洗方式,经组合清洗后的膜表面形态基本完全恢复,临界通量可高达32~35 L/m2·h。     

Membrane Recovery in Liquid Membrane Separation Processes

Abstract

The use of conventional electrostatic coalescers with bare metal electrodes for the separation of rich water-in-oil emulsions often causes the formation of a sponge-like emulsion. This effect was eliminated by the use of insulated electrodes in a coalescer that allow the application of high electric fields at the oil/water interface, resulting in a clean separation of oil from water.     

油田污水膜法处理工艺优化及膜污染

科技的进步使得很多新的技术在现实中的应用不断扩展,从目前实际的情况来看,在对油田机械能开发与生产时,会产生很多污水,但是对这些污水并没有很好的处理方式,对其处理不当还会产生更大的污染,很多污水并没有得到有效的利用,而被剩余。这就需要使用一些技术对其进行改进,可以借助一些先进的设备对油田污水膜机理等进行详细的研究,确定膜污染主要的因素,以便为我国油田的开发与生产提供借鉴。     

膜生物反应器膜污染泥饼层剥落研究

膜生物反应器(MBR)是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的水处理技术。MBR具有出水水良好,效率高等特点,成为最受欢迎污水处理工艺之一。由于MBR膜分离单元易产生淤塞造成膜污染,阻碍了其发展。膜污染是指混合液中的微粒及溶质大分子与膜存在着物理、化学或生物作用而在膜表面或膜孔内部沉积,造成膜孔变小或堵塞,进而在膜面形成泥饼层,使得膜通量减小和TMP增加的现象。因此研究膜污染泥饼层的剥落机理对MBR有重要意义。通常MBR泥饼层剥落量取决于曝气量,曝气孔径,曝气时间等。本实验表明:曝气量小,泥饼层(SS)剥落量在膜上中下三部分相差不大;曝气量大,膜下方泥饼层SS剥落大,泥饼层厚度与SS剥落一致。而胞外聚合物(EPS)(mg/gvss)是冲刷后反而增加,因为曝气只能冲刷掉SS,而作为膜污染主要因素EPS则很难去除,即曝气的剥落作用对EPS的去除不明显,得出结论物理清洗并不能有效防止膜污染。     

Membrane catalysis

The main events in the development of membrane catalysis are presented in this paper. The pioneering studies of Graham performed in London were continued by Zelinskii in Moscow and by Snelling in the USA. The finding by Frost in the USSR that hydrogen evolved from Pd film is much more active in hydrogentation than feeded as gas with the hydrogenable substance stimulated the researchers of several countries, including the author of this paper, who proposed the method for carrying out simultaneously dehydrogenation on one surface of membrane catalyst and hydrogenation by the diffused hydrogen on the other surface. Similar reactions couplings were carried out later but independently performed by Pfefferle in the USA. The types of hydrogen porous membrane catalysts for selective hydrogenation and dehydrogenation elaborated in Russia were described in next sections. The final section deals with the examples of coupling of hydrogen evolution and consumption reactions on membrane catalyst as well as on the systems of membrane and granular catalysts.