PVDF/HTLcs超滤膜的制备及性能研究

用氧化镁脱硫废渣制备了类水滑石(HTLcs),将其与聚偏氟乙烯(PVDF)共混,采用相转换法制备HTLcs杂化PVDF超滤膜。考察了HTLcs对PVDF杂化膜表面形态、晶体结构、力学性能、热稳定性、渗透性能及抗污性能的影响。结果表明,杂化膜显示了更好的亲水性能和抗污性能,有较高的纯水通量和截留率,HTLcs的添加量为3%时,杂化膜得到最大的纯水通量243.67 L/(m~2·h),且具有较好的抗污性能,其恢复率最高达97.3%。     

添加剂类型对PES超滤膜结构和性能的影响

采用PEG-400作为有机小分子添加剂、PVP-K30作为有机大分子添加剂、TiO_2作为无机小分子添加剂,使用非溶剂致相分离(NIPs)法制备了PES中空纤维超滤膜。利用电子显微镜(SEM)、实验室自制测量装置对PES超滤膜进行表征。结果表明,当TiO_2的添加量为0.6%时,膜的综合性能最优,此时水通量达到128.6 L/(m~2·h),对牛血清蛋白(BSA)溶液的截留率为83.9%。     

氯化锂对聚醚砜膜过滤性能和污染行为的影响

向聚醚砜(PES)铸膜液中添加无机氯化锂(LiCl)颗粒,通过相转化法制备PES膜,考察LiCl含量对PES膜过滤性能和污染行为的影响,分析污染物过滤堵塞模型。结果表明,LiCl的添加质量分数为5%时,PES膜孔径增大80%,水通量增加了3倍;LiCl并没有削弱PES膜对牛血清蛋白的截留效果,其截留率高达97%。而且,5%氯化锂的添加使PES膜污染指数和污染液比阻降低了82%以上,PES膜的抗污染能力显著提升。LiCl对PES膜的污染机制无明显影响,模拟污染物对PES膜的污染机制以标准堵塞为主。     

用于渗透汽化的有机—无机杂化膜研究进展

近年来,有机-无机杂化膜的研究受到学术界广泛关注,随着有机-无机杂化膜制备方法的多样化和分离性能的提高,其研究前景也越来越广阔。该文首先分析了有机-无机杂化膜相比于普通无机膜和有机膜在结构和性能上存在的优势,其次综述了有机-无机杂化膜的制备方法以及其在醇类、有机酸等有机溶剂或有机混合物中的分离提纯应用,重点讨论了其在渗透汽化中的应用。最后,对有机-无机杂化膜的研究前景进行展望。未来有机-无机杂化膜的研究应借助于新的计算工具,侧重于材料的选择或制备方法的改进,如探索具有多功能化学基团和具有明确层次结构的多孔填料的聚合物材料等,使有机-无机杂化膜具有更加广阔的应用前景。     

渗透汽化有机-无机杂化膜研究进展

近年来,有机-无机杂化膜的研究受到了广泛关注,随着有机-无机杂化膜制备方法的多样化和分离性能的提高,其研究前景也越来越广阔.该文首先分析了有机-无机杂化膜相比于普通无机膜和有机膜在结构和性能上存在的优势,其次综述了有机-无机杂化膜的制备方法以及其在醇类、有机酸等有机溶剂或有机混合物中的分离提纯应用,重点讨论了其在渗透汽化中的应用.最后,对有机-无机杂化膜的研究前景进行展望.未来有机-无机杂化膜的研究应借助于新的计算工具,侧重于材料的选择或制备方法的改进,如探索具有多功能化学基团聚合物材料和具有明确层次结构的多孔填料等.     

荷电杂化膜浓缩明胶水溶液的初步研究:pH值对明胶截留率的影响

本文探讨荷正电有机-无机杂化膜浓缩明胶水溶液,明胶水溶液pH值对明胶截留率的影响。实验结果表明,随着pH值上升,截留率下降;对同一pH值含有不同量强碱基团的荷正电有机-无机杂化膜,明胶截留率取决于明胶大分子与膜表面之间静电作用和憎水作用的综合效应。     

混合溶剂相分离法制备高通量高截留PES膜

选用DMAc和辛烷作为非溶剂致相分离法(NIPS)的混合溶剂制备聚醚砜(PES)膜，利用两种溶剂在高温下互溶、低温下相分离的特点，制备得到具备高孔隙率和纳米级表面孔径的PES膜。为进一步优化膜的结构性能，研究了辛烷加入量和预蒸发时间对膜性能的影响，最终制备得到孔径为12.50 nm、孔隙率高达89%的海绵状截面结构PES膜，其渗透通量可达65.23 L/(m²hbar),较优化前提升了160%;而对牛血清白蛋白(BSA)的截留率始终维持在95%以上，对同时实现膜的高渗透性和高选择性具有深刻意义。     

海藻酸钙基杂化水凝胶膜的制备及性能

针对纯海藻酸钙水凝胶膜力学性能差、电解质溶液中易溶胀的问题,以羧化二氧化钛(Ti O2-COOH)为增强剂、海藻酸钠为成膜基材、钙离子为交联剂制备无机/有机杂化水凝胶过滤膜。通过红外光谱和扫描电镜表征羧化二氧化钛的化学结构和形貌,研究杂化膜的孔径分布、力学性能、溶胀性能以及染料截留性能。结果表明,羧化二氧化钛均匀分散在膜表面,添加羧化二氧化钛后,膜的力学性能和抗溶胀性显著提高,在0. 1 MPa压力下对直接黑38和维多利亚蓝b的截留率分别达96. 6%和95. 3%,通量在13. 9 L/(m2·h)以上。     

新型聚醚砜-磺化聚醚砜共混膜的性能研究

以浓硫酸为聚醚砜(PES)的溶剂和磺化剂,制备磺化聚醚砜(SPES)。选取磺化度(DS)为14%的SPES溶液,制备PES-SPES共混膜,考察了共混膜的脱盐效果和抗污染性能。结果表明,共混膜的基质材料中,随SPES、PES的质量比的增加,共混膜表面膜孔径增大,断面结构由指状孔向海绵状孔转化,共混膜水通量增加,截留率降低,当SPES的DS为14%、SPES、PES的质量比0.75时,制得共混膜水通量为253.7 L/(m~2·h),对PEG6000、PEG10000和PEG20000的截留率分别为56.8%、74.5%和90.6%;共混膜在相同测试条件下对Na_2SO_4截留效果大于NaCl,经亲水改性的PES-SPES共混膜亲水性提高,抗污染性能明显增强。     

基于硅烷偶联剂表面改性制备Al_2O_3/PVDF杂化膜

采用硅烷偶联剂(2-氰乙基)三乙氧基硅烷对纳米Al_2O_3粒子进行表面改性,利用热致相变法制备了改性Al_2O_3/PVDF有机无机杂化膜,研究了改性Al_2O_3的添加量对杂化膜性能的影响。经(2-氰乙基)三乙氧基硅烷改性后,纳米Al_2O_3粒子的团聚减少,改性后纳米Al_2O_3的平均最小粒径为52.23nm。与纯PVDF膜比较,改性纳米Al_2O_3的添加改善了PVDF膜的形貌结构,改性Al_2O_3/PVDF杂化膜形成的球晶明显增加,球晶的密度尺寸缩小,杂化膜中形成了大量连通的界面孔,膜的孔隙率升高,改善了PVDF膜的力学性能和亲水性,提高了截留率。当纳米粒子添加量达到5%时,膜的截留率提高了7.2%,膜的纯水通量达到了593.95L/(m~2·h),膜强度达到5.0MPa。     

溶胶-凝胶法制备磺化聚砜/二氧化钛超滤膜

采用改性之后的聚砜作为原材料,通过溶胶-凝胶法与二氧化钛进行有机/无机杂化,将不同质量分数的二氧化钛加入磺化聚砜中,经过一系列处理得到磺化聚砜与二氧化钛杂化膜.通过对膜进行水接触角、纯水通量、截留率、机械强度的测试,得出以下结论:当二氧化钛的质量分数在3%以下时,有助于提高复合膜的亲水性和机械强度,在没有影响膜的截留率的同时增加了膜的通量,使得膜具有很好的抗污染能力;随着二氧化钛的不断加入,粒子发生团聚现象,导致杂化膜的性能开始下降.     

有机无机杂化膜的制备方法与应用研究

有机-无机杂化膜结合了有机膜和无机膜的优点,具备突出的分离性能、抗污染性能、机械性能以及物化稳定性能等。本文综述了有机-无机杂化膜的制备方法,并从气体分离、水处理和质子传导等领域论述了国内外杂化膜的应用。     

多巴胺及KH-561改性PVDF超滤膜的制备及性能

采用聚多巴胺与亲水物质前驱体同步水解的方法,在膜表面生成杂化涂层,通过调整3-(2,3-环氧丙氧基)丙基三乙氧基硅烷(KH-561)与多巴胺的配比,制备了PVDF超滤改性膜。测试了杂化涂层对改性膜的表面形貌、亲水性、纯水通量、截留率等性能的影响。结果表明,杂化涂层不仅提高了改性膜的表面亲水能力,也改善了膜内部孔道的亲水性,PVDF改性膜的水接触角降至37.8°。膜水通量达到174 L/(m²·h),蛋白截留率达90%以上。杂化涂层在膜表面形成一层水膜,使膜具有良好的抗污染性能,改性膜的衰减系数最低可达0.19。     

聚醚砜/醋酸纤维素共混膜的制备及其在膜生物反应器中的应用研究

以聚醚砜(PES)和醋酸纤维素(CA)为膜材料,采用L-S相转化法制备共混膜.当PIES质量分数18%、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)质量分数12%、CA质量分数2.6%、蒸发时间30 s、凝固浴温度303 K、凝固时间1 800 s时,在0.2 MPa压力条件下,所制备的改性膜的纯水通量为606.70 11(m2·h),高出PES膜1倍,牛血清蛋白(BSA)截留率变化不大.膜生物反应器(MBR)中PES/CA膜出水水质优良,运行中PES/CA膜抗污染性能优于PES膜.     

纳米材料用于改性水处理中的有机-无机杂化膜的研究进展

通过将亲水性的纳米粒子加入有机高分子膜的制备中得到的有机-无机杂化膜结合了无机膜和有机膜的优点,成为膜技术领域的研究热点之一。在制膜过程中引入的纳米粒子主要包括ZrO_2、TiO_2、Al2O3、SiO_2、石墨烯等,主要通过3种不同方法:无机纳米颗粒可直接加入铸膜液、复合纳米粒子改性、纳米粒子前驱体改性制备有机-无机杂化膜。从理论与应用两个角度对有机-无机杂化膜在提高物理和化学稳定性、分离性能,膜亲水性以及抗污染性能等方面进行了阐述,归纳了有机-无机杂化膜在水处理领域的应用效果以及最新研究进展,并针对杂化膜研究提出了一些建议。     

纳米材料用于改性水处理中的有机-无机杂化膜的研究进展

通过将亲水性的纳米粒子加入有机高分子膜的制备中得到的有机-无机杂化膜结合了无机膜和有机膜的优点,成为膜技术领域的研究热点之一。在制膜过程中引入的纳米粒子主要包括ZrO_2、TiO_2、Al2O3、SiO_2、石墨烯等,主要通过3种不同方法:无机纳米颗粒可直接加入铸膜液、复合纳米粒子改性、纳米粒子前驱体改性制备有机-无机杂化膜。从理论与应用两个角度对有机-无机杂化膜在提高物理和化学稳定性、分离性能,膜亲水性以及抗污染性能等方面进行了阐述,归纳了有机-无机杂化膜在水处理领域的应用效果以及最新研究进展,并针对杂化膜研究提出了一些建议。     

PES中空纤维含哌嗪-氟单体聚酰胺纳滤膜制备及耐氯性能

以聚醚砜(PES)-N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)-PEG200为铸膜液体系,制备了PES中空纤维超滤膜,讨论了空气段间距和芯液组成对PES中空纤维超滤膜的影响。选用PESUFB90中空纤维超滤膜为基膜,以0.5%(w/v)哌嗪(PIP)和0.5%(w/v)2,2-二(1-羟基-1-三氟甲基-2,2,2-三氟乙基)-4,4-亚甲基双苯胺(BHTTM)为水相溶液,0.15%(w/v)均苯三甲酰氯(TMC)为油相溶液,采用界面聚合法制备了PES中空纤维复合纳滤膜,利用SEM、AFM和动态接触角等表征了PES基膜和纳滤膜的性能,讨论了操作压力和盐浓度对PES纳滤膜分离性能的影响,测定了纳滤膜的孔径,考察了膜的耐氯性能。结果表明,界面聚合后PES膜的表面粗糙度提高;PES基膜的接触角大于纳滤膜的接触角,纳滤膜亲水性较好;纳滤膜的有效孔径约为0.5 nm;0.6 MPa下,纯水通量为31.2 LMH,对硫酸盐的截留率在90%以上。此外,经1000 ppm Na Cl O处理18 h后,膜通量和截留无明显变化,显示良好的耐氯性能。     

聚醚砜／聚丙烯腈共混膜的制备及性能表征

以聚醚砜(PES)和聚丙烯腈(PAN)为膜材料,通过液-固相转化法制备PES/PAN共混膜.研究了制膜过程中的几个主要因素对膜孔径、孔隙率、纯水通量、牛血清蛋白(BSA)截留率以及膜微观结构的影响.通过正交实验结果分析,得到优化的制膜条件为:PES和PAN总质量分数为16%,m(PES):m(PAN)=8:2,添加剂为氯化锂(LiCl)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP),LiCl和PVP总质量分数为8%,m(LiCl):m(PVP)=2:8.在压力0.2 MPa条件下,所制备的PES/PAN膜的纯水通量为320.57L/m2·h,高出PES膜近1倍,BSA截留率变化不大.     

耐溶剂PI/TiO_2杂化超滤膜的制备及性能分析

以均苯四甲酸酐(PMDA)、4,4'-二氨基二苯醚(ODA)为单体,N,N'-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,聚乙二醇-400和纳米二氧化钛(TiO_2)为添加剂,水为凝胶剂,通过浸没沉淀相转化和化学亚胺化制备聚酰亚胺/纳米二氧化钛(PI/TiO_2)杂化超滤膜。考察了添加剂用量对PI/TiO_2杂化超滤膜纯水通量、截留率、耐溶剂性能的影响。红外光谱(FT-IR)分析结果表明,所制备的膜为聚酰亚胺膜且纳米TiO_2粒子成功引入到膜中;扫描电镜(SEM)分析结果表明,添加剂用量调节了膜表层的致密性和支撑层的连通性。PEG-400、纳米TiO_2质量分数分别为10%、0. 2%时,PI/TiO_2膜的纯水通量达到120. 28 L/(m~2·h),卵清蛋白的截留率达到97. 31%。在11种有机溶剂中浸泡15 d后,PI/TiO_2杂化膜仍具有良好的耐溶剂性能。     

环氧苯丙树脂的制备及有机-无机杂化膜的性能

为了改善膜的附着力、稳定性及力学性能,采用自由基溶液聚合法制备了环氧苯丙树脂,并将此树脂与无机钛溶胶进行复配得到一种有机-无机杂化膜。考察了工艺条件、甲基丙烯酸缩水甘油酯用量对聚合物相对分子质量(简称分子量,下同)分布的影响,结果表明,以单体总质量14%的过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂,反应温度90℃,甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)用量为7.5%(以单体总质量计)时,制得的环氧苯丙树脂其Mn=5985、Mw=13 826及PDI=2.31。通过全反射红外光谱(ATR-FTIR)、热重分析(TG)、涂膜性能测试表明,成功地合成了有机-无机杂化材料,与环氧苯丙树脂膜相比,其热稳定性提高不明显但具有优良的涂膜性能。