PTFE中空纤维膜的亲水改性

利用氟碳表面活性剂、二氯甲烷为溶剂对聚四氟乙烯(PTFE)中空纤维膜进行亲水改性。研究了表面活性剂浓度及组装时间对中空纤维膜亲水性能的影响,确定了亲水改性的最佳条件为氟碳表面活性剂浓度为3g/L,PTFE中空纤维膜组装浸泡最佳时间4h,同时对亲水改性后PTFE中空纤维膜的污水处理效果进行了测试,结果表明其污水处理性能高于国家标准要求,化学需氧量去除率达到84.2%,氨氮去除率达到94.4%,悬浮物去除率达到99.0%。     

Ar等离子体对聚四氟乙烯中空纤维膜的亲水改性

先利用Ar等离子体预处理,再接枝丙烯酸(AA)单体,对聚四氟乙烯(PTFE)中空纤维膜表面进行持久亲水改性。实验考察了不同等离子体处理和接枝反应条件对膜亲水性能的影响,实验结果表明,PTFE膜在放电功率为300 W、处理时间为120 s、Ar气体流量为30 cm~3·min~(-1)和接枝温度为50℃、时间为8 h、丙烯酸体积浓度为20%时,膜表面接触角降到50°,显著提高了膜的亲水性,拓宽了PTFE膜的应用范围。     

聚四氟乙烯平板膜的亲水改性研究

采用部分醇解的聚醋酸乙烯酯(PVAc)为亲水剂、戊二醛(GA)为交联剂,通过"醇解-交联-水解"法制备亲水型聚四氟乙烯(PTFE)平板膜,并研究了PVAc含量、醇解时间和GA含量等条件对PTFE平板膜结构和亲水性能的影响。结果表明,PVAc、GA的质量浓度分别为45、6 g/L,醇解、水解时间分别为30、150 min条件下制备的亲水PTFE平板膜具有良好的亲水性能,其接触角为58.7°,孔隙率为74.2%,纯水通量为272.1 kg/(m~2·h),对陶瓷切割废水的浊度去除率达99.55%,并能有效抑制了蛋白质的吸附污染。     

推压成型工艺对PTFE初生中空纤维力学性能的影响

聚四氟乙烯(PTFE)初生中空纤维是拉伸制备PTFE中空纤维膜的先驱体,其力学性能直接影响制膜工艺和产品性能。系统考察了推压成型温度、速度和压力条件对PTFE初生纤维力学性能的影响,并通过纤维表面微观结构分析,探究其力学性能变化的内在因素。结果表明,较高的推压成型温度和压力、较低的速度,有利于制备综合力学性能较优的PTFE初生中空纤维;纤维表面树脂初级粒子纤维化是影响其力学性能的内因;相比,推压成型温度和压力变化对树脂粒子纤维化影响较大。当推压成型温度、速度和压力分别控制为50~80℃,9~15 mm/min和38~42MPa时,纤维综合力学性能较好。     

膜裂切割法聚四氟乙烯纤维的制备及其力学性能

以不同聚四氟乙烯分散树脂为原料,通过混料、熟化、预成型、压延、双向拉伸及膜裂切割等工艺,制备了高性能聚四氟乙烯(PTFE)纤维.试验结果表明:树脂原料的优劣、热处理温度及拉伸工艺是影响PTFE纤维力学性能的主要因素,PTFE纤维的拉伸倍数应该控制在32～49之间,最佳的拉伸温度在240～320℃之间.     

PTFE/ZrO2复合微孔膜结晶性能的研究

以聚四氟乙烯（PTFE）乳液为原料,选定化学稳定性、热稳定性优异的纳米二氧化锆（ZrO2）为增强剂,制备出PTFE/ZrO2复合微孔膜,并通过X射线衍射仪对PTFE/ZrO2复合微孔膜样品的结晶性能进行了表征,使用单因素法讨论了ZrO2的含量、拉伸倍数、热处理温度及热处理时间等因素对PTFE/ZrO2复合微孔膜结晶性能的影响。结果表明,复合微孔膜的结晶度与拉伸倍数、热处理温度和热处理时间成正比,与ZrO2含量成反比;ZrO2含量为7 %、拉伸倍数为1~2.5倍、热处理温度为310 ℃、热处理时间为10 min时,制成的复合微孔膜综合性能最佳。     

中空纤维膜无泡充氧特性研究

使用材质为聚四氟乙烯(PTFE)和聚-4-甲基-1-戊烯(PMP)的两种中空纤维膜组件进行无泡充氧特性研究，分析回流量、进气压力和温度等因素对氧传质系数、氧传质速率(OTR)的影响。结果表明：当操作模式为错流，回流量为100 L/h，温度为34℃，进气压力为2、3 k Pa时，PTFE中空纤维膜的氧传质系数分别为0.302 4、0.388 9 h^-1,OTR分别为0.107、0.133 g/(m²·h),PMP中空纤维膜组件的氧传质系数分别为0.248 2、0.302 4 h^-1,OTR分别为0.085、0.102 g/(m²·h)，两种膜组件的氧传质系数和OTR都随着进气压力的增大而增大；当进气压力为3 k Pa时，在回流量为25～100 L/h、温度为4～34℃范围内，随着回流量和温度的增大，氧传质系数与OTR均增大；实验选用的PTFE和PMP两种中空纤维膜组件无泡充氧性能，均明显优于传统微孔曝气方式，可为新型曝气方式的开发提供参考。     

PTFE乳液制备PTFE/ZrO2微孔膜及性能研究

尝试以聚四氟乙烯（PTFE）乳液为原料制备PTFE微孔膜,选定化学稳定性、热稳定性优异的纳米二氧化锆（ZrO2）作为增强剂以提高微孔膜强度,采用电子万能力学试验机测试了样品的力学强度,用单因素法讨论了纳米ZrO2含量、拉伸比例、热处理温度和热处理时间对微孔膜拉伸强度的影响;同时采用低温等离子体处理PTFE/ZrO2复合微孔膜以改善其表面亲水性。结果表明,PTFE/ZrO2复合微孔膜的拉伸强度与纳米ZrO2含量成正比,与拉伸倍数成反比;其拉伸强度随着热处理温度的升高或热处理时间的延长,呈先增大后减小的变化趋势,分别在310 ℃和10 min时出现最大值;低温等离子体处理的最佳时间为30 s。     

水凝胶涂层法用于PTFE平板膜的亲水改性研究

采用戊二醛和O-羧甲基壳聚糖(OCMCS)、聚乙烯醇(PVA)在聚四氟乙烯(PVDF)平板膜内进行交联形成一层水凝胶涂层,从而对PTFE平板膜进行亲水改性。考察了反应条件对膜亲水性能的影响和膜的抗污染性能,并对膜表面进行表征。结果表明,水凝胶涂层附着在PTFE纤维表面使膜原纤维变粗,随着PVA含量的增加,改性膜的水通量先增加后减少,接触角先减小后增大,并且当PVA与OCMCS的质量比为1:1,反应时间为6 h、温度为50℃时,膜的性能为优,此时水通量(4 481±80) L/(m~2·h)、接触角57.48°。由于改性膜的表面含有羟基和氨基等官能团,使膜具备良好的抗蛋白质吸附能力;PVA与OCMCS交联形成的物质分子量大,粘附力强,使亲水涂层不易脱落。     

氧化铝多孔中空纤维陶瓷膜表面修饰研究

采用Al_2O_3修饰液对氧化铝多孔中空纤维陶瓷膜表面进行修饰,将修饰过的中空纤维膜在1 550℃下进行高温烧结。然后测量修饰前后中空纤维膜的有效参数,以考察修饰液对氧化铝中空纤维膜的修饰效果;通过扫描电子显微镜(SEM)对修饰前后的陶瓷膜表面进行检测,来考察修饰前后的中空纤维膜表面的微观结构的变化。实验结果表明,Al_2O_3修饰液对氧化铝多孔中空纤维陶瓷膜具有较好的修饰效果,而且修饰液的组成、涂覆方法、涂覆次数对Al_2O_3多孔中空纤维陶瓷膜的修饰效果有很大影响。当Al_2O_3修饰液的浓度比较高时,会导致修饰后的中空纤维膜修饰表面很厚,对膜的修饰不均匀;而修饰液浓度较低时,不会出现上述情况;对比提拉涂覆和旋转涂覆后的中空纤维膜可以发现,旋转涂覆对中空纤维膜的修饰效果较好;对于同种浓度且当修饰液浓度适当时,提拉两次,修饰效果会更好。     

Al_2O_3多孔中空纤维陶瓷膜的修饰研究

本研究采用Al_2O_3修饰液对氧化铝多孔中空纤维陶瓷膜表面进行修饰,将修饰过的中空纤维膜在1550℃下进行高温烧结。然后测量修饰前后中空纤维膜的有效参数,以考察修饰液对氧化铝中空纤维膜的修饰效果;通过扫描电子显微镜(SEM)对修饰前后的陶瓷膜表面进行检测,来考察修饰前后的中空纤维膜表面的微观结构的变化。实验结果表明Al_2O_3修饰液对氧化铝多孔中空纤维陶瓷膜具有较好的修饰效果,而且修饰液的组成、涂覆方法、涂覆次数对Al_2O_3多孔中空纤维陶瓷膜的修饰效果有很大影响。当Al_2O_3修饰液的浓度比较高时,会导致修饰后的中空纤维膜修饰表面很厚,对膜的修饰不均匀,而修饰液浓度较低时,不会出现上述情况;对比提拉涂覆和旋转涂覆后的中空纤维膜可以发现,旋转涂覆对中空纤维膜的修饰效果较好;对于同种浓度且当修饰液浓度适当时,提拉两次,修饰效果会更好。     

邻苯二酚和KH560共沉积用于PTFE平板膜的亲水改性研究

采用邻苯二酚(CA)和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)共沉积的方法对聚四氟乙烯(PTFE)平板膜进行亲水改性,通过SEM、ATR-FTIR和XPS对平板膜表面进行了表征,并对反应条件进行了优化,同时考察了膜的抗污染和耐水洗性能。结果表明,发现共沉积改性后的PTFE膜纤维变粗,表面出现了新的元素O和Si;随着KH560含量的增加,交联速度加快、亲水层变厚、膜表面的接触角减小,纯水通量先增加后减小;适当增加反应时间和升高温度能使反应更为充分;当KH560的质量浓度为2 g/L,反应时间为6 h、温度为35℃时,膜的性能最优。改性PTFE平板膜具有良好的抗蛋白质吸附能力,亲水层稳定性。     

Al_2O_3修饰液对氧化铝多孔中空纤维陶瓷膜表面改性研究

采用Al_2O_3修饰液对氧化铝多孔中空纤维陶瓷膜表面进行修饰,将修饰过的中空纤维膜在1550℃下进行烧结。然后测量修饰前后中空纤维膜的有效参数,以考察修饰液对氧化铝中空纤维膜的修饰效果;通过扫描电子显微镜(SEM)对修饰前后的陶瓷膜表面进行检测,来考察修饰前后的中空纤维膜表面的微观结构的变化。实验结果表明:Al_2O_3修饰液对氧化铝多孔中空纤维陶瓷膜具有较好的修饰效果,而且修饰液的组成、涂覆方法、涂覆次数对Al_2O_3多孔中空纤维陶瓷膜的修饰效果有很大影响。当Al_2O_3修饰液的浓度比较高时,会导致修饰后的中空纤维膜修饰表面很厚,对膜的修饰不均匀;而修饰液浓度较低时,不会出现上述情况。对比提拉涂覆和旋转涂覆后的中空纤维膜可以发现:旋转涂覆对中空纤维膜的修饰效果较好。     

聚四氟乙烯复合微滤膜的制备及性能表征

为解决聚四氟乙烯(PTFE)中空纤维膜大孔缺陷和表面亲水性差的问题,采用亲水性PTFE平板膜作过滤层,PTFE中空纤维膜作支撑层,通过裹缠的方法制备PTFE复合微滤膜。实验中最佳的拉伸倍率为300%～200%,在此拉伸倍率下,PTFE复合膜孔径分布均匀,最可几孔径为0. 35μm,最可几孔径占比为75. 9%,最大孔径小于0. 4μm,孔隙率大于80%,拉伸强度达到了9. 15 MPa,爆破强度大于0. 3 MPa,PTFE复合膜过滤层接触角为70°,纯水通量为1 107 L/(m2·h)。     

聚四氟乙烯超细纤维负载二氧化钛光催化性能

以静电纺聚四氟乙烯(PTFE)超细纤维为载体,采用浸渍-烧结法制备出PTFE超细纤维负载二氧化钦(TiO_2)催化膜。研究了该催化膜在紫外光下,不同反应条件对亚甲基蓝的光催化降解性能影响,探讨了负载型TiO_2光催化剂的循环回收利用率。结果表明:通过浸渍-烧结法可以成功制备出PTFE超细纤维负载TiO_2光催化膜,经450℃煅烧后TiO_2为锐钛矿晶型;在波长为365 nm,功率为300 W的紫光灯照射55 min,浸渍负载5h制备的TiO_2/PTFE超细纤维催化膜对初始浓度为5 mg/L,体积100 ML的亚甲基蓝溶液催化降解除率可达99%;在经过5次循环后,催化剂对亚甲基蓝的降解率仍达46%,回收利用率较高。     

聚四氟乙烯中空纤维膜首次成功用于高氨氮废水处理

<正>近日,中国科学院大连化学物理研究所曹义鸣团队开发的聚四氟乙烯(PTFE)中空纤维膜接触器技术,成功应用于提钒废水中高浓度氨氮的脱除项目。废水处理量50吨/天、进水氨氮浓度为2 000～5 000 mg/L,设计的出水氨氮浓度为10 mg/L。工业项目由该所和南京碧盾新膜技术有限公司提供PTFE膜组件及工艺流程设计,攀枝花碧源科技有限公司     

聚四氟乙烯中空纤维膜的多巴胺自聚表面改性及性能研究

通过多巴胺的自聚附着行为,对聚四氟乙烯(PTFE)中空纤维膜进行亲水改性。采用扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、红外光谱(FT-IR)和接触角(CA)对膜改性前后的表面形貌、化学组成和亲水性进行了表征。研究了改性条件对膜纯水通量的影响,并以牛血清蛋白(BSA)溶液为污染物考察了改性前后膜的抗污染性能。结果表明,多巴胺被成功引入PTFE膜表面,改性12 h时膜表面的F元素含量降低2.14%,O元素含量增加3.06%。膜的亲水性得到显著改善,水接触角由改性前的110°降低至改性后的80°。改性8 h时,纯水通量达原膜通量的1.5倍。改性前后膜孔径变化不大,但改性后的PTFE膜具有更好的抗污染性能,清水清洗后的通量恢复率在90%以上。     

稀硝酸作吸收剂的气态膜法回收废水中氨氮

利用稀硝酸作吸收剂研究了基于聚四氟乙烯(PTFE)中空纤维微孔疏水膜的气态膜分离过程用于脱除/回收废水中氨氮并制取硝酸铵的可行性和长期操作稳定性。在相同的操作条件下对用PTFE、聚丙烯(PP)和聚偏氟乙烯(PVDF)制得的3种膜接触器的除氨性能进行了系统的比较,并研究了料液进口浓度、流速、温度条件对3种膜接触器传质性能的影响。实验数据表明中空纤维膜内径和壁厚是影响传质过程的最主要因素,且总传质系数K、膜侧传质系数kM、管程液相传质系数kL均随温度的升高而显著增加。室温下长期实验结果显示:PVDF膜运行7 d后发生严重泄漏,PP膜稳定运行20 d后传质系数显著下降,PTFE膜运行30 d时性能仍然保持稳定。表明具有良好耐硝酸氧化性的PTFE膜为气态膜法脱除/回收废水(或化工料液)中氨氮并制取硝酸铵的工业化应用提供了基本保障。     

聚四氟乙烯中空纤维膜的制备、改性及应用研究进展

介绍了聚四氟乙烯中空纤维膜的3种制备方法:挤出拉伸法、纺丝法和包缠法;同时介绍了聚四氟乙烯中空纤维膜的各种改性方法,包括湿化学法、等离子体处理、辐照、原子层沉积和高温熔融等;简要概述了聚四氟乙烯中空纤维膜在膜蒸馏、油/水分离、空气净化和CO_2捕获等方面的应用。     

后交联法用于聚四氟乙烯平板膜的亲水改性

采用聚丙烯酸(PAA)与三羟甲基丙烷-三[3-(2-甲基吖丙啶基)丙酸酯](Sac-100)的交联反应对聚四氟乙烯(PTFE)平板膜进行亲水改性,通过扫描电子显微镜、傅里叶变换衰减全反射红外光谱和能量色散X射线光谱仪对平板膜表面进行了表征,并研究了PAA和Sac-100含量、反应体系pH等条件对PTFE平板膜亲水性能的影响。结果表明,PTFE疏水膜经pH=5、质量分数分别为0.4%的Sac-100和2.0%的PAA交联处理后,再经过饱和NaHCO_3浸泡可以使PTFE膜表面水接触角由(135±1)°降低到(22±1)°,膜表面抗污染性增强。改性PTFE亲水平板膜表面含有羰基、羟基以及羧基离子、膜原纤维变粗,膜具有良好的抗蛋白质吸附能力,亲水层稳定性。