凝固浴组成对聚醚砜/磺化聚砜共混膜结构及性能影响

为考察不同凝固浴组成对聚醚砜/磺化聚砜共混膜结构及性能的影响规律,以聚醚砜(PES)、磺化聚砜(SPSf)为膜材料、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂、聚乙二醇(PEG)为致孔剂、H_2O为非溶剂添加剂,采用浸没沉淀相转化法制备PES/SPSf共混超滤膜,对所得共混膜进行SEM、纯水通量、BSA截留等性能表征,分析凝固浴组成亦即不同盐种类对PES/SPSf共混膜结构及性能的影响规律.结果表明:在不同凝固浴条件下所得PES/SPSf共混膜均为海绵体结构;当纯水作为凝固浴时,膜的纯水通量最低(920 L/(m~2·h));当在凝固浴中添加盐时,所得膜的皮层厚度明显降低,特别当凝固浴为NaCl饱和溶液时,所得膜的皮层厚度仅为2.5μm,同时具有最低的静态水接触角(64°),纯水通量为1 024 L/(m~2·h).     

磺化聚醚砜／聚醚砜共混超滤膜的制备及性能表征

采用亲电取代反应成功合成磺化聚醚砜(SPES),利用聚醚砜(PES)与其共混制备 SPES/PES 平板超滤膜,并对其进行性能表征.实验表明:当 SPES 质量分数为40%时水通量达到最大值409.8 L/(cm·h),牛血清蛋白(BSA)截留率达到99.8%,BSA吸附量减少了近50%.与单纯的PES膜相比,由于强亲水性基团磺酸基团(-SO3H)的成功引入,使共混膜的水接触角减小,含水率提高,其亲水性得到了显著改善.     

聚砜/β-环糊精杂化超滤膜的制备及性能研究

为提高聚砜(PSF)超滤膜的亲水性,采用浸没沉淀相转换法掺杂共混制备了聚砜/β-环糊精杂化超滤膜,并通过扫描电子显微镜(SEM)、接触角测量仪、原子力显微镜(AFM)、膜性能评价仪等对传统聚砜超滤膜和聚砜/β-环糊精杂化超滤膜的结构和性能进行了表征,考察了β-环糊精添加量、搅拌温度及凝固浴温度对聚砜/β-环糊精杂化超滤膜纯水通量和截留率的影响。研究结果表明:当添加β-环糊精的总质量分数为1.5 wt%时,聚砜/β-环糊精杂化膜的膜通量比PSF纯膜提高了7.6%;β-环糊精的加入减小了膜的纯水接触角,改善了PSF膜的亲水性,降低了膜表面的粗糙度,提高了膜的耐污染性能。     

离子液体[Bmim]Cl改性PVDF膜的制备与性能

为改善聚偏氟乙烯(PVDF)膜的亲水性,提高其过滤性能和抗污染性能,以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([Bmim]Cl)为添加剂,通过共混法和热致相分离法(TIPS)制备改性PVDF超滤膜;探究离子液体添加量对膜的水接触角、水通量、截留率和通量恢复率等的影响,并利用EDX表征[Bmim]Cl在膜表面的分布状态,通过SEM观察膜的微观结构。结果表明:[Bmim]Cl在膜表面均匀分散,改性膜的水接触角明显变小,亲水性得到较大改善;随着[Bmim]Cl质量分数提高,膜中指状孔变少,粒子堆积状态愈发明显,膜皮层厚度先减小后增大,水通量和截留率变化趋势与之相反,而通量恢复率逐渐提高;当[Bmim]Cl质量分数为0.25%时,改性膜水通量达到峰值,约为80 L/(m~2·h),比纯PVDF膜提高61.1%;当[Bmim]Cl质量分数为0.50%时,改性膜皮层最薄,截留率达到最大值95%左右,通量恢复率达86.4%,比纯PVDF膜分别提高了38.4%和17.9%。     

热致相分离法制备乙烯-乙烯醇共聚物/二氧化硅分离膜

以乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)为成膜聚合物,以丙三醇和聚乙二醇(PEG-600)为混合稀释剂,以纳米级二氧化硅为添加剂,采用热致相分离法(TIPS)制备了EVOH多孔膜.采用扫描电子显微镜(SEM)观察了微孔膜表面及横截面形貌,并对其渗透性能、亲水性、孔隙率、孔径及其分布、力学性能等进行了分析与讨论.结果表明:EVOH膜表面平均孔径随成膜体系中二氧化硅含量增加而先增加后减小,膜横截面呈蜂窝状孔结构;膜纯水通量、孔隙率及亲水性随二氧化硅含量增加而先增加后减小;当二氧化硅质量分数为0.5%时,其纯水通量为511 L/(m2·h),孔隙率为74.0%,接触角为44.8°.     

热致相分离法PVDF/纳米SiO_2/石墨烯杂化中空纤维膜的制备及性能分析

为改善热致相分离(TIPS)聚偏氟乙烯(PVDF)膜的性能,以邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和邻苯二甲酸二辛酯(DOP)组成混合稀释剂,以纳米SiO_2、石墨烯为添加改性剂,采用TIPS法制备了PVDF中空纤维杂化膜.通过扫描电子显微镜(SEM)观察所得膜形貌,并对其渗透性能及机械性能进行测试表征,研究了纳米SiO_2、石墨烯添加量对PVDF中空纤维膜结构和性能的影响.结果表明:所得膜为均质海绵状孔结构,膜外表面较光滑,内表面粗糙且疏松多孔,随纳米SiO_2添加量的增加膜内外表面水接触角均增大,膜纯水通量先减小后增大,膜孔隙率均大于70%,膜断裂强度和断裂伸长率均先增大后减小;同时添加质量分数分别为3%和0.5%的纳米SiO_2和石墨烯,石墨烯以片层形式均匀分散在膜内,膜纯水通量可达418 L/(m~2·h),相较于原膜断裂强度提高12.6%,断裂伸长率提高89.2%.     

5-磺酸-2-氨基苯甲酸改性聚酰胺6平板膜的制备及其性能

为了提高聚酰胺6(PA6)平板膜的抗污染性能,将一定量的5-磺酸-2-氨基苯甲酸(5SAA)与ε-己内酰胺共聚,在PA6中引入亲水的磺酸基团,通过红外分析(FT-IR)、热重分析法(TGA)、差热扫描分析(DSC)表明成功制得带有磺酸基团的聚酰胺6(SPAmine6-2.5);采用浸没沉淀法制备SPAmine6-2.5平板膜,探究不同凝固浴对SPAmine6-2.5的成膜性能、膜的理化性质和耐污染能力的影响.通过ATR-IR和KRUSS动态接触角测定仪表征膜的化学结构及亲水性.结果表明:5SAA的引入大大提高膜表面的亲水性及抗污染能力,当凝固浴为水∶乙醇(质量比)=74∶26时制备的平板膜的水接触角最小为50°,通量为289.1 L/(m2·h),纯水回复率最大为65%,比PA6平板膜提高了54%.     

CT／PVDF 超滤膜的制备与油水分离应用的研究

以钙钛矿型粉末（CT powder）作为无机添加剂与聚偏氟乙烯（PVDF）共混,采用相转换法合成了有机－无机共混超滤膜。利用平板错流超滤装置对超滤膜进行纯水通量、油水乳化液截留以及抗污染性能测试;通过扫描电子显微镜（SEM）观察了膜的表面形貌、断面结构和污染物分布情况;通过污水实验,测试CT／PVDF超滤膜的抗污染性能及自净性能。结果表明：当添加质量分数为1％CT powder时,可以较大地提高PVDF超滤膜的通量,减缓膜通量下降率,提高其抗污染性能和自净能力。且在油水分离实验中,渗透液水质,如浊度、油含量和化学需氧量等,均达国家排放标准。     

UiO-66改性PVDF超滤膜的制备及亲水性

为了改善聚偏氟乙烯(PVDF)的亲水性和力学性能,将UiO-66与PVDF共混,采用溶液致相分离法制得共混超滤膜;考察了不同含量的UiO-66纳米粒子对PVDF超滤膜的纯水通量、亲水性、截留率、力学性能等的影响,并利用扫描电子显微镜观察超滤膜的形貌,通过X射线衍射仪表征了UiO-66在超滤膜中的存在状态和晶体结构,通过拉伸测试仪和接触角测量仪分别表征了超滤膜的力学性能和膜表面的亲水性。结果表明:在UiO-66的质量分数为1.67%时,膜的性能最优,与原膜相比,纯水通量提高了6倍,约达到120 L/(m~2·h);对BSA的截留率提高了11.53%,约达到95.16%;水接触角降低了24°,达到68°;拉伸强度提高了2.2倍,约为4.13 MPa。     

PDMAEMA改性PEBA/PSF复合膜的制备及其渗透汽化分离性能

为了改进聚醚嵌段酰胺(PEBA)/聚砜(PSF)膜的透水性,采用共混聚甲基丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯(PDMAEMA)的方法,通过季胺化交联反应在膜内固定水溶性的PDMAEMA,使其在使用中不至于溶出,制备出PDMAEMA-PEBA/PSF复合膜,并用于乙二醇脱水,考察了不同共混含量对膜渗透汽化脱水性能的影响,通过析因设计探究了交联条件(交联剂种类、交联剂浓度、交联时间)对膜渗透选择性能的影响,遴选出能够使共混膜具有良好渗透选择性能的交联条件,并对改性后膜的表面性质进行了研究.结果表明:当聚合物质量浓度为10 g/L、PDMAEMA质量分数为15%~25%时,共混膜与PEBA/PSF膜相比,水通量提高了约80%,水/乙二醇分离因子提高了约40%;共混改性后膜表面亲水性增加,平均粗糙度增加了约120%,纯水接触角下降了约7°.     

不同亲水性EVAL微孔膜的制备与表征

以4种不同乙烯基含量的乙烯-乙烯醇共聚物(EVAL)为原料,用相转化法制备了亲水性微孔膜,研究乙烯基含量对膜的结构和性能的影响,并考察膜的抗污染性能.结果表明:随着乙烯基含量的降低,材料中的羟基含量增多,膜的接触角降低,亲水性增强,纯水通量增大;膜的场发射扫描电子显微镜(FESEM)照片表明,膜表面开孔密集而均匀;EVAL膜与PES膜的通量衰减对比实验表明,EVAL微孔膜的抗污染能力较好,结果与膜的亲水性分析一致.     

锌型一维链状晶体/PVDF共混膜的制备及性能

为了改善聚偏氯乙烯(PVDF)膜的亲水性,以具有金属活性位点Zn~(2+)和亲水基团—COOH的亲水性锌型一维链状晶体(ZnL)为填料,采用非溶剂致相分离法(NIPS)制备ZnL/PVDF共混膜;通过原子力显微镜、X射线衍射、扫描电子显微镜及水接触角、水通量、截留率等一系列测试手段探究添加不同含量ZnL对ZnL/PVDF共混膜结构、性能的影响。结果表明:ZnL晶体均匀的分布在PVDF膜中,并且没有出现明显颗粒聚集现象,证明ZnL晶体与PVDF聚合物有较好的相容性;亲水性ZnL晶体的加入明显提高了PVDF膜的亲水性,当ZnL晶体质量分数为0.50%时,其水通量达到99.6 L/(m~2·h),比纯膜水通量增加150%,并且其截留率下降幅度较低;随着ZnL晶体含量的增加,拉伸强度呈现先升高再降低状态,当ZnL晶体质量分数为0.50%时,共混膜的拉伸强度为3.39 MPa,比原膜的拉伸强度增加了10%。     

氮化硅结合碳化硅多孔陶瓷支撑体的制备与表征

以碳化硅、硅粉为主要原料,以氧化铝和氧化钇为烧结助剂,通过添加不同质量分数的淀粉为造孔剂,采用反应烧结方式制备了系列氮化硅结合碳化硅多孔陶瓷支撑体,并对烧成样品的物相、显微结构、孔隙率、抗折强度、孔径分布、纯水通量和耐酸碱性能进行了分析和表征. 结果表明,样品的主晶相为碳化硅和氮化硅,还有少量的焦硅酸钇和塞隆;随着淀粉质量分数的增加,样品的孔隙率随之增大,样品的抗折强度随之减小,同时样品的平均孔径和纯水通量随淀粉质量分数的增加均呈现先增大后减小的趋势;样品有良好的耐酸碱性能,在标准酸性和碱性条件下的质量损失率分别为1.96%~2.04%、3.96%~4.13%;当淀粉的质量分数为3%时,烧成样品的孔隙率为41.8%,抗折强度为18.1 MPa,孔径主要分布在0.7 μm~2.5 μm之间,纯水通量最高,可达9.2 m³/（m2*h）,综合性能较佳.     

凝固浴条件对聚醚砜膜结构与渗透性能的影响

采用双凝固浴法制备聚醚砜（PES）平板膜,通过改变第一凝固浴的组成,调控膜表面及内部的结构,研究了凝固浴条件对膜结构与渗透性能的影响．实验表明,当第一凝固浴中溶剂二甲基乙酰胺（DMAc）质量分数为0～70％时．随着DMAc质量分数的增加膜内部由指状孔向海绵状孔过渡,当DMAc质量分数达到70％时指状孔结构几乎完全消失．同时膜的表面在DMAc质量分数超过50％时出现开孔结构,且随浓度增加而增多．膜的性能也受到第一凝固浴DMAc质量分数的影响,当DMAc质量分数为0-50％时,膜的纯水通量随浓度上升而下降,牛血清白蛋白（BSA）截留率则变化不大,当DMAc质量分数超过50％时,膜表面出现开孔．纯水通量又开始上升．而截留率则显著下降．     

聚砜超滤膜的亲水改性及其性能研究

以聚砜、聚乙烯吡咯烷酮和多巴胺修饰的埃洛石纳米管为主要原料,通过相转化法制备改性聚砜超滤膜。利用扫描电子显微镜、接触角测量仪、通量测试仪对滤膜进行结构及性能表征,交替过滤纯水与牛血清蛋白溶液测试改性超滤膜的循环稳定性。结果表明:改性埃洛石的掺入提高了超滤膜的水通量与截留率,改性后超滤膜水接触角从85.2°下降到67.4°,当改性埃洛石质量分数为1.0%时,超滤膜的纯水通量达到最大值440 L m^-2 h^-1,截留率从60%上升到92%。连续过滤200 min后,水通量最大值为400 L m^-2 h^-1。     

载银TiO_2改性PVDF图案膜

将载银TiO2纳米管(Ag TNT)均匀分散在聚偏氟乙烯(PVDF)铸膜液中,利用相转化法制备PVDF/Ag TNT平板膜和负载图案的平板膜,通过扫描电子显微镜(SEM)、接触角测定、过滤实验和抑菌实验等研究其微结构、亲水性、抗污染性和抑菌性等性能.结果表明,负载图案的PVDF/Ag TNT平板膜的分离性能、亲水性、抗污染性和抑菌性都得到了改善,纯水通量增幅达70%,接触角下降明显,最大降幅为67.7°;图案膜过滤HA的不可逆污染阻力下降了37.8%;静态吸附实验表明,图案膜对HA的吸附有显著的下降,吸附量降幅为42.3%,解吸率上升了25.1%.     

冠醚功能化聚乙烯醇多孔膜制备及对重金属离子选择吸附性能

针对自支撑的冠醚功能化聚乙烯醇多孔聚合物膜制备的难题,采用浸没沉淀相转化法制备苯并15冠5醚功能化聚乙烯醇(PVA-g-B15C5)多孔膜,通过优化制膜条件调控膜结构,采用循环吸附模式考察了多孔膜对几种重金属离子的选择吸附性能。结果表明:PVA-g-B15C5浓度、添加剂(PEG2000)用量、铸膜液温度和凝固浴温度等对膜结构和性能有显著影响。优化的制膜配方及工艺为:PVA-g-B15C5质量分数为10%,外加1%PEG2000于90℃溶解配制铸膜液,降温至20℃并脱泡后刮膜,在饱和硫酸钠(20℃)溶液中相转化,最后采用戊二醛交联;所得PVA-g-B15C5膜的孔隙率为59.6%,平均孔径为0.206μm,纯水通量为1 031 L/(m~2·h);该膜对Ag~+和Pd~(2+)离子具有选择吸附性能,吸附率分别为94.1%和92.3%。     

复合稀释剂体系下聚偏氟乙烯平板膜的制备与表征

为获得具有杰出的透水性能及力学性能的分离膜,采用低温热致相分离法(L-TIPS),通过聚偏氟乙烯(PVDF)/邻苯二甲酸二丁酯(DBP)/邻苯二甲酸二辛酯(DOP)三元体系制备了PVDF平板膜.并研究PVDF浓度、稀释剂配比、降温速率以及凝固浴温度对膜结构与性能的影响.研究结果表明:随着PVDF和DOP含量的增加,膜结构由球粒堆积结构逐渐转变为双连续结构;纯水通量和孔隙率均随着PVDF浓度的增大而减小,而膜断裂强度和断裂伸长率随着PVDF浓度的增大而增大;当凝固浴温度与铸膜液温度相差不大且降温速率减慢时,膜纯水通量与平均孔径增大,而孔隙率几乎不变.因此,当铸膜液中PVDF质量分数达到40%,在20℃空气冷却的条件下对铸膜液体系进行降温,凝固浴温度为60℃时,能够得到透水性好且力学性能优良的分离膜,纯水通量可达325.65 L/(m2·h),拉伸强度可达1.80 MPa.     

树脂颗粒填充量对阳离子交换树脂/聚醚砜杂化膜性能的影响

以聚醚砜(PES)为膜的基质材料,以微米级粉末状阳离子交换树脂(D061)为功能性颗粒,采用相分离的方法,制备了不同树脂填充量的D061/PES杂化膜,并研究树脂的填充量对杂化膜的形态结构、纯水通量以及牛血清蛋白截留率的影响.结果表明:D061/PES杂化膜仍呈非对称结构;随着铸膜液中阳离子交换树脂颗粒填充量的逐渐增加,其纯水通量下降;当D061与PES质量之比为30/70时,杂化膜对牛血清蛋白的截留率达到最大值97.70/0(60℃).     

紫外辐射接枝制备荷负电聚砜中空纤维膜

以聚砜(PSF)中空纤维超滤膜为基体,通过紫外辐射的方法接枝2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS),制得荷负电聚砜中空纤维膜,并研究辐照时间、单体浓度对膜纯水通量的影响;利用红外光谱和扫描电子显微镜分析膜接枝前后组成和形貌的变化.结果表明:辐射接枝后的中空纤维膜表面引入了磺酸基荷负电基团,膜表面的水接触角显著减小:在辐照时间2 min、单体质量分数0.5%、阻聚剂质量分数0.5%、交联剂质量分数0.15%的条件下,膜的纯水通量达最大值92.46 L(/m2.h),比原膜提高了82.04%;对硫酸钠溶液截留实验表明,荷负电膜对硫酸钠截留率有所提高,由此可以证明荷负电膜的荷电效应.