表面改性纳米二氧化钛-芳香聚酰胺复合反渗透膜的制备与表征

采用TMC对亲水纳米TiO2进行表面改性,然后添加在复合反渗透膜的聚酰胺层中,制备了改性纳米TiO2-聚酰胺复合反渗透膜。改性纳米TiO2使用红外光谱法(FTIR)和粒径分析仪进行表征;采用渗透试验,扫描电镜(SEM)、静态接触角仪、原子力显微镜等对复合膜的性能和结构分别测试和表征。结果表明,改性TiO2的表面接枝上酰氯基团,在有机溶剂中的分散性得到提高;SEM和AFM照片证实,TiO2在膜表面分布均匀,膜表面粗糙度增加;杂化复合膜亲水性也有一定程度的提高;膜性能测试结果证实了添加TiO2的复合膜水通量均高于纯聚酰胺膜,同时脱盐率变化很小。当改性TiO2的添加量为0.05%(m/v)时,水通量由11.21 L/(m2.h)提升到32.61 L/(m2.h),对NaCl截留率达到98.9%。试验结果表明,改性TiO2很好地分散在聚酰胺层,提高了水通量,还保持了高脱盐率,膜性能得到提高。     

部分嵌入式静电自组装改性聚酰胺反渗透膜

针对聚酰胺反渗透膜(RO)抗阳离子表面活性剂污染能力差的难点,提出改变反渗透膜表面荷电性方法,以聚乙烯亚胺(PEI)的乙醇溶液为电解质溶液,利用部分嵌入式静电自组装法对聚酰胺反渗透膜进行改性。采用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、接触角和固体表面Zeta电位对改性反渗透膜的结构和性能进行表征。结果表明,FE-SEM图像显示膜表面形态没有发生变化;XPS元素分峰和含量分析证明了PEI成功组装在反渗透膜上;接触角验证了改性后膜的亲水性增加,Zeta电位证实了改性后膜的荷负电性减小。改性后膜通量和脱盐性能均增加,抗污染性能得到显著改善,并具有耐酸碱稳定性(pH 2～11)。     

小孔径壳聚糖/聚丙烯腈复合超滤膜的研制

以聚乙二醇二缩水甘油醚(PEGDGE)为交联剂,将壳聚糖(CTS)交联到聚丙烯腈(PAN)基膜的表面,制备了壳聚糖/聚丙烯腈复合超滤膜。探讨了交联剂浓度、交联温度及交联时间对CTS/PAN复合超滤膜性能的影响,确定了最佳制膜条件。结果表明,在最佳条件下所制备的CTS/PAN复合超滤膜对聚乙二醇4000的截留率达94%以上,膜面粗糙度降低,亲水性得到明显提高,增强了膜片的抗污染性能。     

海水反渗透膜耐氯及抗菌稳定性评价

提出一种海水反渗透膜耐氯及抗菌稳定性评价的方法,选取一种海因衍生物改性的海水反渗透膜,评价其性能的稳定性,并结合反渗透膜微观结构(表面形貌、表面电位、红外光谱、表面亲水性)的变化情况进一步揭示微观结构变化和对其宏观性能的影响。结果表明,经过4周海水工况及强氯化条件(质量浓度2 mg/L活性氯)下连续运行,反渗透脱盐率可保持在95%以上,水通量下降了57%,膜表面抑菌性一直保持在98%以上;从微观结构上看,膜表面功能团吸收峰没有发生明显变化,亲水性略有下降,表面电位相对具有较大变化,等电位点逐渐向高pH方向移动,微观结构的变化能合理解释膜的性能变化的原因。     

模板剂在反渗透膜制备中的应用及膜性能研究

研究了苯磺酸钠、四乙基氯化铵,β环糊精三种不同模板剂作为水相添加剂对反渗透复合膜性能及膜表面形貌的影响。实验发现添加一定量的模板剂有利于提高复合膜性能,在提高复合膜截留率的同时,水通量能提升近2倍。模板剂的结构影响膜性能,模板剂结构越对称,复合膜的性能越好。扫面电镜(SEM)显示随着模板剂含量的增加,膜表面形态从叶片状过渡到颗粒状。由添加模板剂所制备的复合膜具有优异的抗污染性能和耐氯性能,复合膜以100 mg/L牛血清蛋白+500 mg/L NaCl为进料液,1.05 MPa连续运行100 h后,复合膜仍然保持较高水通量;复合膜以100 mg/L有效活性氯+500 mg/L NaCl为进料液,在1.05 MPa连续运行40 h,仍然保持较高的水通量和截留率。模板剂的使用为今后高性能反渗透膜的制备指明了方向。     

亲水性添加剂多巴胺对聚酰胺反渗透膜性能的影响

多巴胺作为界面反应中亲水性添加剂来制备高通量的聚酰胺反渗透膜。研究了不同水相缓冲体系下,多巴胺浓度对反渗透膜亲水性、脱盐性能以及表面形貌结构的影响。反渗透膜的脱盐性能评价采用2 000 mg/LNaCl的进水溶液,测试压力为1.0 MPa,温度为25℃;膜表面形貌结构分别采用扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)进行表征。结果显示,三乙胺樟脑磺酸盐体系下制备的RO膜较三乙胺盐酸盐体系具有更高的水通量;多巴胺的加入可有效提高膜的水通量,采用三乙胺樟脑磺酸盐体系,当多巴胺添加量质量分数为1%时,RO膜的截留率和水通量分别为99.5%和41 L/(m2·h),水通量提高了32%;SEM和AFM结果显示,添加多巴胺的RO膜表面结构更为平整、均一,平均粗糙度更小。     

氧化石墨烯含量对聚偏氟乙烯超滤膜结构和性能的影响

采用浸没沉淀相转化法制备不同氧化石墨烯添加量改性聚偏氟乙烯复合超滤膜,并使用扫描电镜和接触角测量仪表征膜片断面结构及亲水性;借助超滤杯测定不同膜片的纯水通量,模拟污染后的水通量恢复率及水通量衰减率;对复合膜对大肠杆菌的抑制性也进行了表征。结果表明:当氧化石墨烯添加量为1%时,改性膜的指状孔结构明显而且较粗,水通量达到最大值为240.7L/(m~2·h);此时改性膜的亲水性、抗污染性较好,水通量衰减率较低,复合膜的抗菌性能较好。     

多巴胺改性的聚酰胺低压反渗透膜性能优化研究

研究了界面聚合中多巴胺对聚酰胺低压反渗透复合膜性能的影响,对影响膜性能的其他重要参数,如水相溶液组份浓度、p H、有机相溶液组份浓度,进行了优化研究。采用全反射红外光谱和X射线光电子能谱仪对低压反渗透膜表面化学结构组成进行了分析;扫描电子显微镜和原子力显微镜则对膜表面微观形貌结构做了表征;此外对膜片的表面亲水性和荷电性也做了测试;分析了膜表面微观结构和脱盐性能之间的构效关系。     

高化学耐久性反渗透膜片的制备与性能研究

考察了在聚酰胺反渗透膜片制备过程中,化学改性对提高膜性能的作用,以及改性后膜片的化学耐久性的提高程度。结果表明,经过化学改性的反渗透膜片脱盐率由99.4%提高至99.8%;并且耐酸碱性和耐氯性都有所提升:经过酸、碱和氯处理后改性膜片脱盐率下降至99.6%、99.4%和99.5%,而非改性膜片脱盐率下降至99.4%、98.2%和98.5%;改性膜片对于氧化剂高锰酸钾和过氧化氢抵抗能力并无明显提高。     

膜蒸馏用PVDF抗复合污染膜的制备与测试

为提高膜的抗污染能力,对聚偏氟乙烯（PVDF）平板膜进行表面涂覆改性,得到超疏水PVDF平板膜,再将超疏水PVDF平板膜进行表面亲水化改性,制备出超疏水/亲水复合PVDF膜。当PVDF的质量浓度为2%、聚乙二醇（PG）的质量浓度为39%、涂敷液温度为50℃、蒸发时间为10 s、凝固浴温度为60℃时,超疏水PVDF平板膜接触角达到154.8°。表面亲水改性制得的PVDF超疏水/亲水复合膜的接触角为41°。然后研究了超疏水PVDF平板膜和PVDF超疏水/亲水复合膜的抗膜污染性能。结果显示,超疏水PVDF平板膜具有优良的抗无机污染性能和一定的抗有机污染性能;PVDF超疏水/亲水复合膜不仅具有优良的抗无机污染性能,而且其抗复合污染性能尤其是抗有机污染性能得到明显提升,为进一步构建高性能膜蒸馏抗污染膜提出了一个可行的技术方向。     

涤纶的亲水化及分散性能研究

采用碱处理对涤纶进行亲水化改性。用傅利叶变换红外光谱、X射线衍射、扫描电镜等分析手段对亲水化处理后涤纶的结构进行了表征 ,并探讨亲水化处理对纤维的亲水性、分散行为及与植物纤维混抄时抄造性能的影响。结果表明 ,碱处理后 ,涤纶的亲水性基团增多 ,结晶度下降 ,纤维表面产生微孔 ,纤维的亲水性得到明显改善 ,处理后的涤纶与植物纤维混抄时有较好的分散性能和抄造性能     

纳滤和反渗透膜形貌结构与膜性能关系探索

纳滤和反渗透膜表面形貌结构、亲疏水性的性质与膜脱盐率、水通量等性能存在一定关系。对几款商用纳滤、反渗透膜进行表面形貌结构、表面粗糙度、亲水性表征。结果表明,纳滤膜表面平整粗糙度低、亲水性强、脱盐率较低,但水通量高。反渗透膜表面存在大量疏松的峰谷结构,比纳滤膜粗糙度更大、亲水性强。对比两款海水反渗透膜,推测调整反渗透膜"叶片"大小和数量可调节反渗透膜的脱盐率和水通量性能。     

中国专利

<正>一种表面接枝聚乙烯基胺的反渗透膜及其制备方法本发明涉及一种表面接枝聚乙烯基胺的反渗透膜及其制备方法,表面接枝改性反渗透膜是由芳香聚酰胺复合反渗透膜表面的羧基与聚乙烯基胺的伯胺基相连接;利用1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺活化羧基的方法,将很高阳离子密度的亲水性聚合物聚乙烯基胺接枝到芳香聚酰胺复合反渗透膜表面。聚乙烯基胺的伯胺与膜表面的     

聚偏氟乙烯膜亲水化改性研究进展

为弥补强疏水性聚偏氟乙烯(PVDF)膜在实际应用中的缺陷,从膜本体及膜表面2个角度入手,阐述了国内外对PVDF膜亲水化改性的主要方法。膜本体改性主要是将膜材料与亲水性聚合物或无机纳米材料共混,从而改善PVDF膜的亲水性能;而膜表面改性则主要是通过表面涂覆改性与表面接枝改性来实现。PVDF膜亲水性的增强,能有效改善膜的抗污染能力,从而大大提高膜的过水通量,并延长其使用寿命。     

PVA表面交联制备亲水性PP微孔膜及其性能研究

利用聚乙烯醇(PVA)的亲水性和交联性,实现了聚丙烯(PP)微孔膜的亲水化改性。实验考察了PVA浓度,交联时间等因素对改性PP膜性能的影响。采用ATR-FTIR、SEM、接触角和纯水通量等表征和测试方法对改性前后PP膜的性能给予了评价。结果表明,由于PVA的强亲水性,使得改性后的PP膜的亲水性能明显提高,接触角由110°(未改性PP膜)降低至55°,初始纯水通量最高可达425 kg/(m2h)。由于PVA的交联性质使得其稳定地固定于PP膜表面,使PP膜具有更持久的亲水性,PP-cl-PVA膜经反复清洗后依然可保持高亲水性。经改性后,PP膜的通量恢复率提高了14%,说明PP-cl-PVA膜的抗污性能得到显著提高。     

丝瓜络纤维对PVDF超滤膜结构和性能的影响

以天然高聚物丝瓜络纤维作为亲水化改性剂,制备了不同丝瓜络纤维含量的亲水化超滤膜,对比分析PVDF基膜和改性膜过滤腐殖酸和海藻酸钠2种典型污染物配制的模拟废水时通量变化规律;考察了不同丝瓜络纤维含量对改性膜孔隙率、亲疏水性、纯水通量、截留率和抗污染性能的影响,利用扫描电镜(SEM)观察了膜微形貌结构。结果表明,丝瓜络纤维的质量分数为1.2%时,滤膜亲水性改善,PVDF质量分数分别为14%和16%的纯水通量较基膜分别提高3倍和3.5倍,截留率均保持93%以上,膜物理清洗后通量恢复率最高达94.2%。过滤模拟废水时,改性膜比通量衰减幅度较小,膜稳态通量高,抗污染性能好。     

新型复合膜制备工艺研究

以间苯二胺(MPD)为水相单体，均苯三甲酰氯(TMC)为油相单体，采用低温界面聚合方法在聚砜超滤底膜表面制备聚酰胺反渗透膜，无需传统烘箱热处理，考察了界面聚合过程中反应温度、水浴温度及时间对膜性能的影响。结果表明，水相温度为35℃、油相温度为50℃，90℃条件下水浴后处理1 min制备得到的膜性能最佳。该复合膜在25℃、1.05 MPa条件下，以1 500 mg/L的NaCl溶液为进料液进行性能测试，截留率为99.5%，水通量为70 L/(m²·h)，获得良好的分离效果。本研究提供低温界面聚合制备反渗透膜工艺的探索，可运用于海水淡化等领域。     

复合反渗透膜的研究进展

反渗透膜具有亲水性好、允许pH值范围宽、操作压力低,脱盐率高、耐污染等优点,目前,复合反渗透膜在反渗透膜市场占据了主导地位,广泛应用于海水淡化、苦咸水脱盐、水处理、纯净水制取等领域。本文对复合反渗透膜研究进展,复合反渗透膜的制备,复合反渗透膜的抗污染改性及发展趋势进行综合评述。     

PA/ZIF-8/PVDF复合纳滤膜的制备及其性能

采用反向扩散法在聚偏氟乙烯(PVDF)基膜表面原位生长一层均匀、致密的金属有机骨架材料ZIF-8纳米晶体层,并进一步优化界面聚合反应,制备高性能聚酰胺(PA)/ZIF-8/PVDF复合纳滤膜.采用SEM、XRD、FTIR、AFM、XPS、水接触角测定仪以及固体表面Zeta电位仪对ZIF-8/PVDF复合膜及PA/ZIF-8/PVDF复合纳滤膜的组成、结构和形貌进行了表征,考察了ZIF-8亚层的生长对界面聚合反应、复合纳滤膜结构及性能的影响.结果表明,ZIF-8晶体亚层在PVDF膜表面的均匀连续生长改善了PA分离层与PVDF基膜的界面相容性,提高复合纳滤膜PA分离层的交联度.在0.6 MPa下,复合纳滤膜纯水通量可达24.05 L/(m2·h),对MgSO4、Na2SO4、NaCl和MgCl24种盐的截留率分别达到97.34％、93.57％、89.31％和85.16％,具有优异的抗污染性能.     

表面亲水改性GO的制备及其对铬离子的吸附性能

利用不同浓度NaOH水热处理GO,将其表面疏水性的环氧基团转化为亲水性的—OH和—ONa基团,得到表面亲水性的GONaOH。GONaOH呈多孔结构,改性有效地改善了GO材料的比表面积。进一步系统研究了各因素对表面改性GONaOH吸附性能的影响。研究结果表明,以20 mg 2 mol/L NaOH改性处理的GONaOH为吸附剂,pH=5条件下对200 mL 50 mg/L铬离子吸附性能达到305.3 mg/g,约为未经改性处理的GO的3倍。