高性能聚醚砜/聚乙烯醇复合超滤膜的研究

以聚醚砜(PES)膜为基膜,聚乙烯醇(PVA)交联层为功能层,制备了一种高性能聚醚砜/聚乙烯醇复合超滤膜。采用傅立叶红外光谱、原子力显微镜和接触角测试仪对PES基膜和PES/PVA复合超滤膜的结构进行表征。系统研究了运行压力、运行温度对复合超滤膜性能的影响。探索了复合超滤膜耐酸碱性能以及长期运行稳定性。进一步地,利用本文提供的复合超滤膜对油水混合乳液进行了分离,并对其油水分离效率进行了评估。结果表明,PES基膜表面涂覆PVA交联层后,可以获得表面光滑、亲水性能优异的复合超滤膜。超滤膜具有较强的耐酸碱性能,长期运行稳定性高。随着测试温度和压力的增加,超滤膜通量逐渐增大,而截留率呈逐渐降低趋势。油水乳液分离率高达98%,且具有较强的耐污染性能。     

批处理平衡法测定聚醚砜超滤膜的零电荷点

材料表面的荷电性对超滤膜的耐污染性能和吸附性能等有重要影响。本文采用相转化法制备了交联壳聚糖季铵盐含量为10wt%的聚醚砜超滤膜,并以氯化钠溶液为支持电解质,通过批处理平衡法测定了超滤膜的零电荷,其零电荷点的p H值为6.2。结果表明该膜在p H值低于6.2以下时膜表面带正电荷。该法可用于不溶固体零电荷点的测定,具有简单、方便等优点。     

聚酰胺反渗透复合膜的多巴胺改性研究

采用多巴胺对聚酰胺反渗透复合膜(RO)进行表面改性来提高膜的亲水性和耐污染性能。考察了不同改性条件(如多巴胺浓度、沉积时间、氧化剂添加)对膜水通量、盐截留、牛血清白蛋白(BSA)吸附的影响。研究结果表明,在碱性环境(pH=8.5)下多巴胺可以在RO表面发生氧化自聚、沉积形成聚多巴胺超薄层,适量氧化剂-过硫酸铵的加入可以加快多巴胺在RO表面的沉积;多巴胺改性后的RO膜水通量和盐截留均未有明显降低;水接触角测试结果显示,RO膜经多巴胺改性后的亲水性明显得到改善;X光电子能谱结果证明,多巴胺改性的RO膜成功引入了聚多巴胺层;扫描电镜对聚多巴胺改性的RO膜表面形态结构进行了表征;BSA吸附实验表明,聚多巴胺改性的RO膜能有效减少BSA的吸附。     

多巴胺及牛磺酸改性聚丙烯中空纤维膜的抗污染性能研究

通过多巴胺和牛磺酸对聚丙烯(PP)中空纤维微滤膜表面进行亲水改性,制备了抗污染PP中空纤维复合膜。采用傅里叶红外光谱(FTIR)对自制的复合纤维膜的表面结构进行了表征,并通过扫描电子显微镜(SEM)研究了复合膜表面的形态结构,最后通过对牛血清白蛋白的抗污染测试研究了复合改性膜的抗污染性能。结果表明,多巴胺及牛磺酸被成功地引入到了聚丙烯中空纤维膜表面,并有效地提高了聚丙烯膜表面的亲水性及抗污染性能。     

多巴胺及环氧丙醇改性PP中空纤维膜的制备及抗污染性能研究

利用多巴胺(DA)的氧化自聚合在聚丙烯(PP)中空纤维膜表面沉积一层聚多巴胺薄层(PDA),制备了PP-PDA膜,再经过聚多巴胺中氨基与环氧丙醇(GD)的开环反应对膜进行进一步表面修饰,制备了多羟基改性PP中空纤维复合膜(PP-GD膜)。采用傅里叶变换红外光谱及扫描电子显微镜表征了膜的化学结构及表面性能;通过对牛血清白蛋白(BSA)的抗污染测试研究了原膜及改性膜的抗污染性能及纯水恢复性能。结果表明,成功制备了多巴胺及环氧丙醇改性的PP中空纤维复合膜,改性膜的表面变得更为致密和光滑;在BSA质量浓度为1g/L时,PP原膜、PP-DA膜、PP-GD膜的稳定通量分别为15.3、18.7、22.1L/(m~2·h);膜清洗测试显示,PP-GD膜的通量恢复率最高,达到90.6%,说明多巴胺及环氧丙醇改性能够有效增加PP膜的亲水性能及抗污染性能。     

聚偏氟乙烯紫外光接枝改性及其膜的耐污染性能研究

膜污染是影响膜分离性能的重要因素,今采用非均相表面光接枝术在聚偏氟乙烯粉料表面引入亲水性物质丙烯酸甲酯,然后采用相转移的方法制备超滤膜。运用傅里叶转换红外光谱、X光电子能谱、接触角仪等对改性前后制备的聚偏氟乙烯膜表面性能和结构进行表征;结果表明丙烯酸甲酯成功接枝到聚偏氟乙烯粉料表面上,接枝改性后膜表面亲水性和抗污染性能均有明显改善。     

脱硼功能性聚砜复合膜的制备与性能表征

将多巴胺和聚乙烯亚胺共沉积在聚砜超滤膜表面,通过环氧丙醇与表面氨基基团进行环氧开环反应制备了具有邻羟基结构的复合膜;然后通过红外光谱表征了复合膜的表面化学结构,通过XPS表征了复合膜的表面元素及其含量,通过渗透性能测试表征了膜的水通量。结果表明:在0.1 MPa、25℃测试条件下,新型复合膜的水通量为45 L/(m~2·h),最大硼吸附量为1.6 mmol/g。     

表面活性剂对PVDF超滤膜抗污染性能的影响

针对铸膜液中共混SiO_2容易团聚而造成膜的抗污染性能较低的情况,采用相转化法在铸膜液中添加不同类型的表面活性剂制备了改性的PVDF-SiO_2共混超滤膜,通过测试膜的纯水通量、截留率、接触角、表面ζ电位、通量下降率及通量恢复率等指标来对膜的抗污染性能进行表征,通过扫面电镜对超滤膜的微观结构进行表征。结果表明,添加表面活性剂的超滤膜的抗污染性能及微观结构均优于未添加表面活性剂的,纳米粒子在铸膜液中得到了均匀分散。将所制备的超滤膜应用于浙江舟山某油库的含油污水,处理后水中悬浮物、油含量及COD均达到GB 8978-1996排放标准。     

胍基聚合物接枝改性制备抗菌抗污染超滤膜

表面接枝杀菌材料是提高膜抗菌和抗污染性能的常用手段。胍基化合物具有杀菌广谱、易制备、低毒等优点,已受到研究者的广泛关注。通过聚乙烯亚胺和盐酸胍的熔融聚合反应制备胍基聚合物(聚乙烯亚胺胍盐酸盐,PEIGH),并利用聚多巴胺中间层将其接枝到聚砜超滤膜表面。结果表明,PEIGH具有良好的抗菌性能,经其改性后的超滤膜润湿性能提高,纯水通量提高了11%~98%,牛血清蛋白截留率由96.6%提高到98.3%以上。抗菌性能、抗有机物污染和抗生物污染性能均得到明显改善。     

铝合金表面改性对ZIF-8膜层生长行为的影响

采用多巴胺改性和预制水滑石(LDH)模板两种不同改性方式对铝合金改性，研究了改性方式对其表面金属有机骨架膜层(MOF)生长性能的影响。通过微观形貌、相组成及能谱对膜层组织结构进行了表征，并通过电化学阻抗和动电位极化曲线探究膜层的耐蚀性。结果表明：多巴胺改性后的铝合金表面难以形成连续的沸石咪唑骨架膜层(ZIF-8)膜层，而采用预制LDH模板的方式可在铝合金表面制备连续致密的ZIF-8膜，并且采用预制LDH模板得到的膜层其低频阻抗模值较铝合金而言提升了1个数量级，达到8.79×10⁴Ω·cm²，可对铝合金起到较好的防护性能。     

胍基聚合物接枝改性制备抗菌抗污染超滤膜

表面接枝杀菌材料是提高膜抗菌和抗污染性能的常用手段。胍基化合物具有杀菌广谱、易制备、低毒等优点,已受到研究者的广泛关注。通过聚乙烯亚胺和盐酸胍的熔融聚合反应制备胍基聚合物（聚乙烯亚胺胍盐酸盐,PEIGH）,并利用聚多巴胺中间层将其接枝到聚砜超滤膜表面。结果表明,PEIGH具有良好的抗菌性能,经其改性后的超滤膜润湿性能提高,纯水通量提高了11%~98%,牛血清蛋白截留率由96.6%提高到98.3%以上。抗菌性能、抗有机物污染和抗生物污染性能均得到明显改善。     

铝合金表面聚多巴胺膜的制备及耐腐蚀性能的研究

多巴胺(dopamine)是一种生物神经传递物质,在弱碱性水溶液条件下,能在溶解氧的作用下发氧化-交联反应,形成附着于固体材料表面的聚多巴胺复合层。基于这种特性,本文在铝合金表面制备一层聚多巴胺薄膜,使用扫描电镜和红外光谱对膜进行表征。在1 mol/L氯化钠溶液中使用极化曲线和交流阻抗谱(EIS)对其耐腐蚀性能进行分析。结果表明:在40℃,p H=8.5下反应24 h,铝合金表面形成一层聚多巴胺膜,电化学测试结果表明该膜对铝合金的耐腐蚀性能有一定的提高。     

羧基功能化石墨烯/聚偏氟乙烯混合基质超滤膜的制备及性能

以石墨烯/聚偏氟乙烯(PVDF)杂化超滤膜为研究对象,针对氧化石墨烯(GO)与PVDF相容性差且分散不均存在界面缺陷的问题。从GO表面官能团设计出发,采用羧基化方法对GO进行功能化处理得到羧基化氧化石墨烯(GO-COOH,GC)。通过浸没沉淀相转化技术制备了GO/PVDF和GC/PVDF混合基质超滤膜,对比探讨了两种超滤膜的性能(纯水通量、截留率、耐污染性能、机械性能及亲水性)。结果表明,当添加量为2.5wt%时,GC/PVDF超滤膜的纯水通量为GO/PVDF体系的1.5倍,接触角降低了13.9%,拉伸强度和断裂伸长率分别提高了1.3倍和1.1倍。GC/PVDF超滤膜的综合性能较好,膜的浓差极化阻力、可逆污染阻力、膜自身的阻力及过滤BSA溶液的阻力均较小,混合基质超滤膜的性能由GC的亲水性和相容性共同决定。     

共混制备抗菌聚醚砜中空纤维超滤膜及其表征

辣素衍生物N-(4-羟基-3-甲氧基-苄基)丙烯酰胺HMBA和乙烯基单体(丙烯酸乙酯和丙烯酰胺)通过溶液聚合方法合成的共聚物HAE,将这种共聚物做为抗菌材料与聚醚砜共混均匀形成铸膜液,通过干-湿相转化法制备改性中空纤维超滤膜。铸膜液中共聚物的质量分数为0~3%,通过傅里叶红外全反射FTIR-AIR、水静态接触角(CA)、扫描电子显微镜(SEM)、错流过滤评价仪、抗菌实验、长期抗耐污染性实验对纤维膜进行表征及分析。结果表明,共混改性之后中空纤维超滤膜表面含有亲水基团,膜表面的接触角显著降低;当HAE在铸膜液中的质量分数为1%时,膜的纯水通量能达到193.7 L/(m2·h),膜对牛血清蛋白的截留率为95%,相对基膜分别提高90.5%和5.5%,通过去离子水清洗之后膜的通量恢复率能达到90.82%;抗菌性随着共聚物含量的增加而增强,当HAE的质量分数为3%时,超滤膜的抗菌率达到90%。由长期的耐污染测试发现改性膜对微生物具有很好的抵抗能力。     

聚砜超滤膜表面辐照改性研究

实验以聚砜为膜材料,聚乙二醇（PEG）为添加剂,采用浸入沉淀相转化法制备聚砜平板超滤膜,然后对实验制备的聚砜膜进行紫外辐照改性,考察了辐照对聚砜膜结构和性能的影响,研究了膜辐照前后断裂强度的变化,通过表面接触角测定仪、红外分析仪（FTIR）、扫描电镜（SEM）、改性膜的水通量和截留性能等方法来表征膜辐照前后的结构和性能变化,聚砜超滤膜经紫外辐照改性取得了良好的效果。     

负载纳米银磺化聚醚砜超滤膜的制备及其抗菌性

为了改善聚醚砜(PES)膜的抗污染性能,将PES磺化并制成超滤膜,然后将超滤膜浸渍在硝酸银溶液中,吸附Ag~+的超滤膜在维生素C的还原作用下将Ag负载在膜表面,制备了负载纳米银磺化超滤聚醚砜膜(SPES-Ag)。通过扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)对SPES-Ag超滤膜进行了表征,并通过细胞吸附法进行了抗菌性测试。结果表明,纳米银的平均尺寸为120 nm,它的负载提高了超滤膜的抗菌性能,对大肠杆菌、假单胞菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率分别达到了96.7%,98.3%,87.7%。此外,水通量和截留率的测试结果表明,SPES-Ag超滤膜的水通量为438.4 L/(m~2·h),对牛血清蛋白(BSA)的截留率达到94.3%。     

聚砜超滤膜表面辐照改性研究

以聚砜为膜材料,聚乙二醇(PEG)为添加剂,采用浸入沉淀相转化法制备聚砜平板超滤膜,然后对实验制备的聚砜膜进行紫外辐照改性,考察了辐照对聚砜膜结构和性能的影响,研究了膜辐照前后断裂强度的变化,通过表面接触角测定仪、红外分析仪(FTIR)、扫描电镜(SEM)、改性膜的纯水通量和截留性能等方法来表征膜辐照前后的结构和性能变化.研究表明:聚砜膜断裂强度经辐照后变小,但降低幅度不大;在乙醇溶液中紫外辐照后,开始纯水通量提高而截留率降低,但降低幅度不大,时间增加到一定时通量又降低,截留率变化也不大;表面接触角随辐照时间的增长而减小,表明改性后膜表面的亲水性得到明显改善;通过FTIR分析证实在聚砜膜表面产生了新的官能团;SEM实验证实反应只发生在聚砜膜的表面而非膜内部.聚砜超滤膜经紫外辐照改性取得了良好的效果.     

聚醚砜／壳聚糖共混耐污染超滤膜的研制

采用相转化法,以聚醚砜（PES）、壳聚糖、聚乙二醇400（PEG400）、吐温80和LiCl／N,N-二甲基乙酰胺（DMAo）混合溶剂为原料制备聚醚砜／壳聚糖共混耐污染超滤膜。并对影响超滤膜结构和性能的各个因素进行了研究。结果表明．在壳聚糖质量分数为0．3％、反应温度为80℃条件下制备的聚醚砜／壳聚糖共混耐污染超滤膜性能最优。在25℃、0．1MPa操作条件下,膜的纯水通量为745．22（L／m2·h）,牛血清白蛋白截留率为91．79％。改性后的超滤膜表面接触角为74．6°,阻力增大系数为0．54,通量衰减速度小于未改性超滤膜,亲水性能和耐污染性能得到很大提高。     

PDA/RGO复合材料对水中Fe(Ⅲ)的吸附行为

将多巴胺与氧化石墨烯纳米片层接枝复合制备了聚多巴胺/还原氧化石墨烯(PDA/RGO)复合材料,通过XRD、FTIR、FESEM和XPS等对该复合材料的结构和表面性质进行表征,并研究了其对水中Fe(Ⅲ)的吸附性能,考察了pH、吸附剂用量、吸附时间、Fe(Ⅲ)浓度和温度对其吸附性能的影响。结果表明:通过多巴胺与氧化石墨烯的仿生复合成功制备出具有优良吸附性能的PDA/RGO复合材料。pH为2,293 K时,该吸附材料对水中Fe(Ⅲ)的最大吸附量为59.1 mg·g~(-1),其吸附等温线符合Freundlich方程,吸附动力学可用准二级动力学方程来描述。吸附热力学研究表明该复合材料对Fe(Ⅲ)的吸附过程为自发吸热过程,呈现非均质吸附特性。作为一种新型吸附材料,该复合材料在Fe(Ⅲ)等金属污染废水处理中将具有潜在的应用前景。     

一种聚烯烃中空纤维超滤膜亲水化改性的方法

<正>本发明涉及一种聚烯烃中空纤维超滤膜亲水化改性的方法,尤指利用多巴胺或多巴胺衍生物在聚烯烃中空纤维超滤膜表面和膜孔内生成亲水改性层的方法。该方法避免了对聚烯烃结构的影响,能有效保持聚烯烃膜的结构和力学性能,克服辐照接枝、等离子体表面接枝技术不能实现膜孔内改性的缺点。依照本方法制备的超薄聚多巴胺或多巴胺衍生物亲水改性层与聚烯