纳米多层膜的研究现状

纳米多层膜是在单层膜与复合膜的基础上发展起来的一种新型薄膜,它被广泛应用于机械加工、航空航天、能源等领域,作为结构材料或功能材料都具有良好的发展前景。介绍了近十几年纳米多层膜的研究状况,主要从多层膜体系、制备技术、多层膜的性能以及多层膜的表征方法4个方面对纳米多层膜进行了综述,同时对纳米多层膜的超硬机制、纳米多层膜未来的研究方向和应用前景进行了分析。     

纳米结构的倾斜角度沉积及性能优化

纳米材料发展的关键是纳米结构的制备、形貌调控和性能优化.倾斜角度沉积是以较大的角度(大于75°)倾斜入射沉积薄膜,通过控制沉积参数,得到具有特殊形貌纳米结构的方法,具有适用范围广,操作便捷,制备的薄膜面积大、纯度高、结构规整等特点,是一种理想的制备纳米材料的方法.本文介绍了采用倾斜角度沉积技术制备氧化铪抗反射薄膜和银基表面增强拉曼基底,详细分析了该方法的参数调控对纳米结构的形貌和性能的影响,并指出将倾斜角度沉积与其他先进技术相结合(以原子层沉积为例),可进一步优化纳米结构的性能,提高倾斜角度沉积的使用范围.     

超磁致伸缩薄膜研究进展

综述了近几年国内外超磁致伸缩单层膜、多层膜的研究进展;介绍了超磁致伸缩薄膜的制备方法与性能表征;论述了TbDyFe单层薄膜的磁致伸缩和磁学性能以及其成分、应力、热处理、衬底温度等性能的影响因素;详述了超磁致伸缩多层膜组成和结构类型;讨论了热处理、磁场诱导和单层膜厚对多层膜在低场下磁致伸缩和磁学性能的影响,评述和展望了超磁致伸缩薄膜的国内外研发应用现状和发展趋势.     

膜模拟化学在纳米材料中的应用研究

论述了膜模拟化学在纳米材料中的应用研究,介绍了由表面活性剂或磷脂形成的有序组合体的结构和特征,利用反相胶束,微乳、泡囊,聚离子以及单分子层和多分子层制备了纳米材料,其中包括纳米颗粒,单颗粒膜和无机有机复合膜,评论这些纳米材料的结构和性质。     

聚丙烯腈纳米纤维正渗透支撑层的表面改性研究

采用静电纺丝法制备聚丙烯腈(PAN)纳米纤维膜,对其进行表面亲水改性,制备出内部疏水、表面亲水的正渗透膜,解决了亲水性纤维在水中高度膨胀导致正渗透膜机械性能大幅下降的问题,考察了水解时间对PAN纳米纤维膜亲水性以及机械性能的影响。研究表明,水解时间为30min时,纳米纤维膜表面基本完全水解,具有较好的表面亲水性能,且内部结构未被破环,保留了原有的机械性能。用PAN纳米纤维膜作为支撑层制备的正渗透膜具有良好的通量和较低的结构系数,且在水中不易膨胀、机械性能良好。     

石墨炭纳米颗粒改性聚砜支撑层制备正渗透复合膜

正渗透膜分离技术是以膜两侧的渗透压差作为驱动力,因此能耗低,符合绿色节约型社会的发展需求.然而,主流的聚酰胺复合膜在正渗透过程中存在内浓差极化现象,使其水通量远小于理论值.因此,改性正渗透复合膜减小其内浓差极化以提高水通量,对促进正渗透技术大规模应用具有重要的意义.本研究采用相转化法制备了掺杂石墨炭纳米颗粒的聚砜支撑层,通过间苯二胺和均苯三甲酰氯在支撑层表面进行界面聚合制备了聚酰胺薄层复合膜(Thin-film composite,TFC).采用扫描电子显微镜和接触角分析仪对聚砜支撑层和TFC复合膜进行表征,观察膜表面形貌和亲水性,考察不同石墨炭纳米颗粒添加量对正渗透膜性能的影响.结果表明:在基膜中掺杂石墨炭纳米颗粒会使基膜表面孔隙率增大,表面亲水性增强,结构参数减小,这表明内浓差极化得到有效的改善.当石墨炭纳米颗粒添加量为0.01％(质量分数)时,水通量在活性层朝向汲取液(AL-DS)时达到22.4 L/(m2·h),相比未改性的正渗透膜增加了96.7％,这表明新型石墨炭材料可以有效地提高聚酰胺复合膜的正渗透分离性能.     

碳纳米管的性能及其在海水淡化膜分离材料中的应用

碳纳米管是近年来国内外广泛关注的一类纳米材料,具有一维特征孔道结构,能够有效促进液体分子的传输速率,是理想的海水淡化膜分离材料。通过将其引入到常用的海水淡化膜基质中,借以提高膜的分离性能,逐渐成为膜分离领域的一个研究热点。综述了碳纳米管在海水淡化膜分离材料中的应用与研究进展,介绍了碳纳米管的结构并阐述了其应用于海水淡化膜分离的优异性能,总结了碳纳米管在反渗透、正渗透、膜蒸馏中的应用研究现状并分析了碳纳米管在反渗透、正渗透、膜蒸馏应用中的挑战,探讨了碳纳米管在海水淡化膜分离材料中的应用潜力。     

Fe_3O_4掺杂制备气体分离功能炭膜

采用共混法在聚酰亚胺前驱体中引入Fe3O4纳米粒子,经高温热解炭化制备了杂化功能炭膜.采用XRD、TEM和VSM等分析方法对所制备的功能炭膜进行表征,并探讨了Fe3O4纳米粒子的掺杂量及炭化终温对功能炭膜气体分离性能的影响.结果表明,Fe3O4纳米粒子在热解炭化过程中发生了物相形态的改变,并对前驱体起到了催化石墨化的作用,使功能炭膜具有类石墨片层和乱层炭的两种炭结构形态,同时具有磁性.气体渗透实验表明,掺杂Fe3O4纳米粒子使所制备的功能炭膜具有"分子筛分"的分离特征,提高了炭膜的气体渗透性能,特别是对小分子气体H2的渗透性提高了61倍,H2/CO2的分离选择性也明显得到改善.Fe3O4的掺杂量和炭化终温对炭膜的气体分离性能有显著影响.Fe3O4添加量为20wt%的功能炭膜对H2、CO2、O2、N2和CH4等纯气体的渗透系数分别为15476、4385、1565、193和114Barrers[1Barrer=1×10-10cm3(STP).cm/(cm2.s.cmHg)].     

陶瓷基金属有机框架MOF-801膜的制备及其性能

正渗透膜在分离领域方面展示出独特优势，发展高稳定的新型正渗透膜具有重要意义.提出了纳米晶种原位播种结合二次生长的制膜策略，制备了共生良好、高稳定的陶瓷基金属有机框架MOF-801纳米孔膜，采用扫描电镜(SEM),X射线衍射(XRD)和红外光谱对膜的形貌和结构进行分析表征，初步考察了以去离子水为进料液，1 mol/L NaCl溶液为汲取液条件下膜的正渗透性能.结果表明，在正渗透模式下，陶瓷基MOF-801膜不仅表现出高的水通量[13.9 L/(m²·h)],而且具有较低的比盐通量(0.61 g/L);在连续运行过程中，MOF-801膜渗透性能保持稳定.     

镀锌钢板表面改性纳米SiO_2复合磷化膜的性能

纳米材料在表面处理领域应用广泛,但在磷化工艺中的应用尚处于起步阶段。选用小分子量的乙烯基三乙氧基硅烷(A151)对纳米SiO_2进行表面改性处理,改善其在溶液中的分散性,将改性纳米SiO_2加入预先配制的基础磷化液中,在镀锌钢板表面制备出复合改性纳米SiO_2的无镍晶态磷化膜。通过电化学测试、中性盐雾试验、扫描电镜、X射线衍射仪等研究了改性纳米SiO_2对磷化膜层性能的影响。结果表明:乙烯基三乙氧基硅烷改性纳米SiO_2分散性良好,在磷化液中加入改性后的纳米SiO_2可以较大地提升磷化膜层的耐蚀性,从而提高纳米材料在汽车制造工业中的应用效果。     

几种中空纤维膜对氧气,环氧丙烷透过性的比较

为选定适合气－固－液三相生物反应过程膜反应器中的膜材料，采用氧电极测试了几各收集到的聚砜、聚丙烯及聚氟乙烯中空纤维膜对氧气的通透性，其中的聚丙烯中空纤维适于做膜生物反应器中的透气膜，同时还测定了聚砚、聚偏氟乙和聚丙烯腈地水溶液中环氧丙烷的通透性，在实验条件下它们之间的差异不大。     

某厂生活污水站出水用UF膜过滤的污染试验研究

对UF膜处理某厂生活污水出水时膜污染的机理进行了研究．实验结果表明，在膜过滤过程中，沉积层的形成是膜污染的主要来源．压力越大，沉积阻力所占总阻力比例越大．投加混凝剂后沉积阻力所占总阻力比例下降．同时，过滤总阻力也显著减小．膜过滤原水初期，膜污染过程不受堵塞的控制．膜过滤原水过程符合沉积过滤定律．混凝后膜过滤初期，截留分子量为3万的UF膜污染过程不受堵塞的控制，而10万和14万UF膜过滤混凝出水初期时膜污染过程虽然受堵塞的控制，但时间很短，混凝后膜过滤过程主要受沉积层的控制．     

渗透汽化膜分离技术的进展及在石油化工中的应用

综述了渗透汽化过程的新进展，并着重介绍了它在石化中的四方面应用，即（１）有机溶剂及混合溶剂的脱水；（２）废水处理及溶剂回收；（３）有机混合物的分离；（４）吕溶剂的脱水。     

MsISIMs五嵌段镶嵌荷电膜的研制

以五嵌段聚合物ＭｓＩＳＩＭｓ为原料，ＰＰ微孔膜为基膜制备复合膜，再经化学改性而 一种新型镶嵌荷电膜，测试结果表明，该膜具有精细的微观相分离结构，由阴离子交换区域，中性区域，阳离子交换区域交替排列组成，其阴，阳离了交换区域尺寸为０．０１μｍ，十分有利于提高离子迁移效率和分离效果，该膜的膜面电阻为９．７×１０＾２Ω．ｃｍ＾２，电压渗析系数值β＝１．４×１０＾－９Ｖ／Ｐａ基膜的接触度θ＝６９°表明该膜具     

乳状液制备新工艺——膜乳化过程实验研究

用膜乳化系统制备了Ｏ／Ｗ型乳状液,考察了乳化时间、平均膜孔径、壁面剪应力、膜两侧压差和乳化剂等因素对乳化效果的影响．实验显示,分散相液滴平均直径不随乳化时间而变化;在此条件下,该直径约是膜平均孔径的５～１２倍．随着连续相一侧壁面剪应力的增大液滴平均直径减小,但当壁面剪应力大到一定值后,减小的幅度变得很小．增大膜平均孔径和膜两侧压差都将增加分散相透过膜的通量．此外,乳化剂分子的吸附速度越快,分散相液滴平均直径越小．     

厌氧膜生物反应器在食品废水处理中的应用研究

分别采用小试规模(50 L/d)外置错流管式厌氧膜生物反应器和中试规模(20 t/d)浸没式厌氧旋转膜生物反应器进行了食品厂废水的处理实验研究.结果表明,加入超滤膜单元提高了厌氧系统的总有机物去除率及甲烷产量,使系统出水水质更加稳定;外置错流式超滤膜随运行时间的延长通量明显下降,而旋转式超滤膜可通过膜片旋转速度提高和保持膜通量;浸没式旋转膜组件的运行能耗较外置管式膜组件至少降低30%;但不同形式的厌氧膜生物反应器对氨氮和总磷去除能力有限,需进一步处理.     

无机膜及无机膜反应器研究进展

无机膜具有耐温、耐化学腐蚀、耐细菌和强度高等优点 ,在化工、环保、生物等工业具有广泛的应用领域 .膜反应器是将膜分离与催化反应结合在一个单元中同时进行的设备 .许多研究结果表明 ,膜反应器在提高可逆反应的转化率、选择性及产率等方面均有明显的效果 ,是化学工程学科具有很好发展前景的领域 .结合研究工作综述了无机膜技术的发展状况 ,包括无机膜的制备、无机膜反应器的形式、应用及无机膜组件结构的研究现状 .提出了无机膜技术需要深入研究的几个主要课题     

科研用平板刮膜机

推荐一种科研用小型平板刮膜机 .介绍了该机的开发背景及其构造和性能 .用此刮膜机进行了刮膜实验 ,所制膜的重复性好 ,能将所研制膜的参数和工艺条件准确地定量控制 ,从而为膜的研制提供了必要的工具     

管式陶瓷膜十字流微滤过程强化研究

对管式陶瓷膜十字流微滤过程中的流体流动方式和原位再生膜的方式与周期进行了优化研究。结果表明，外旋流方式和压气反吹的原位再生方法相结合能够使管式陶瓷膜十字流微滤过程得到较大程度的强化，即微滤过程中的浓差极化和膜污染得到有效控制；在较高频率的压气反吹情况下，该微滤过程的过滤通量能在较长时间内保持不下降。研究结果为管式陶瓷膜十字流微滤的高效膜器结构与工艺设计提供了依据。     

新型反渗透膜的研究进展

反渗透膜的发展推动了水处理技术的进步,自从聚酰胺膜诞生,反渗透膜的发展处于瓶颈阶段,而寻求新型膜材料的研究也在进行中.文章从无机膜、杂化膜及新型有机膜三个方向叙述了近年来反渗透膜的研究状况,归纳了各种类型反渗透膜的分离性能,应用前景及存在问题,为反渗透膜的发展提供了参考依据.