陶瓷膜基高岭土动态膜制备和油水分离

以管式陶瓷膜为基膜、以高岭土为涂膜材料制备无机质基动态膜并用于油水分离。采用灰色关联分析法,得到动态膜制备和油水分离过程中操作条件对油水分离稳定通量的关联次序,并以此为基础,研究其中的涂膜条件对动态膜分离性能的影响。结果表明:随着流量、涂膜时间、涂膜压差和涂膜液质量浓度的增大,油水分离稳定通量均呈先增后减的趋势;最佳涂膜操作条件为:流量80 L/h、涂膜时间25 min、涂膜压差0.14 MPa、涂膜液质量浓度0.5 g/L;与基膜直接油水分离相比,动态膜能较好地减轻膜污染,增大油水分离稳定通量。文中还提出了动态膜油水分离影响因子R的概念,以考察涂膜参数对油水分离稳定通量的影响程度,进一步验证了灰色关联分析结果的可靠性。     

二氧化硅膜的制备及分离CH4/CO2气体的研究

以正硅酸乙酯为前驱体,通过溶胶-凝胶法,采用多分离层镀膜工艺制备了用于分离CH4/CO2气体二氧化硅无机膜。通过TG-DSC、粒度分析仪及SEM对二氧化硅膜进行表征,结果表明分别利用HNO3、EtOH及DMF作为催化剂、助溶剂及添加剂可制备出表面性能较好的二氧化硅膜;利用多分离层镀膜工艺制备的二氧化硅膜,在0.025MPa下,对CH4/CO2气体的分离因子高达1.73,其效果明显高于利用单一溶胶涂膜的分离因子1.6,有效的提高了二氧化硅膜对气体的分离能力。     

油水分离膜表面结构可控合成及性能研究

石油开采过程中会产生大量的油水混合物,每天生产生活中也会产生大量含油废水,如何处理这些油水混合物,是环境保护和可持续发展的重大需求。针对含油量较高的油水混合物,本工作制备了疏水-超亲油分离膜。以机械性能较好的泡沫镍为过滤基体,采用电沉积方法,在泡沫镍表面沉积铜颗粒,构筑亲油疏水表面。研究了沉积电位和沉积时间对表面结构的影响,并测试了分离膜表面结构、表面粗糙度及水滴在膜表面的接触角,并对所制备的分离膜进行油水分离性能测试和多次循环的稳定性测试。结果表明,所制备的分离膜具有良好的循环分离性能,对于油水混合物循环十次后分离效率仍在90%以上。本研究为高效油水分离膜材料开发提供了新思路,并拓展了电化学表面改性的应用领域。     

疏水性油水分离膜及其过程研究进展

油水分离是治理含油废水和含水油液的重要工业过程。本文概括了疏水性油水分离膜的类型与制备方法,包括常规分离膜和高度疏水/超亲油分离膜。前者为常规微滤、超滤及纳滤过程用膜;后者由构筑高度疏水（水滴接触角≥120°）表面方法得到,形式有金属网膜、纤维膜、滤纸、复合膜及不对称膜,其为制备耐污染的疏水性油水分离膜提供了新思路。指出了疏水性膜用于油水分离的过程原理及应用现状：含油废水除油中,疏水性膜可实现O/W乳液的破乳、粗粒化油滴、滤除油滴及吸附油分子几方面的功能;含水油液除水中,膜被用来截留水滴,可直接得到净化的油品。最后,指出了其过程规模化应用前尚需解决的重要问题,特别是高度疏水/超亲油分离膜的制备、相关过程研究的深入及其规模化试验等方面需着力加强。     

无机分离膜

本文综述了无机膜的结构及特性,无机膜的分离机理、无机膜的制备方法。介绍了常见的几种无机膜及其在气体、液体以及生化产品的分离、废水处理、啤酒、饮料的滤菌、海水淡化等领域中的应用。展望了无机膜在硫化氢分解制氢、丙烷、环己烷和乙苯脱氢等反应中实现反应分离一体化的前景。     

自愈合油水分离膜的研究进展

随着工业的发展以及海洋石油泄漏事故的频发，产生的含油污水对人类健康和生态环境均有严重威胁，迫切需要发展油水处理材料。膜分离法作为一种高效低能耗的方法被广泛应用于该领域，但在实际应用中容易受到外界机械力损坏或自然环境的影响导致膜分离性能下降甚至丧失。因此，自愈合油水分离膜为此提供了一种新途径，显著提升了膜的附加值。本文介绍了自愈合油水分离膜的制备方法、修复机理和国内外研究现状，针对材料表面微纳粗糙结构及低表面能物质损伤的愈合方式展开论述。指出了自愈合油水分离膜目前存在制备时间长、经济成本高、疏水表面修饰的功能单体单一以及机械强度偏低等问题。提出该领域未来可从降低材料制备成本、发展多功能修饰单体以及实现低表面能物质和表面粗糙结构同步愈合等方向发展，以期为油水分离材料的开发和应用提供参考。     

高通量、抗污染油水分离膜的研究进展

膜分离是深度处理含油废水的有效技术之一,对生态环境保护,提高资源利用率,实现“双碳”目标具有重要意义。开发分离效率高、运行稳定性强的高性能膜材料是油水分离膜研制的热点。综述了近年来油水分离膜在渗透性能和抗污染性能强化方面的研究进展,重点对膜性能强化的机制进行讨论,并分别从传质机制和抗污染机制角度对强化策略进行归纳总结。最后,提出了高性能油水分离膜材料开发存在的问题,对未来的油水分离膜材料的研制方向进行了展望。     

杂化炭膜的制备及其气体分离应用研究进展

杂化炭膜是一种新型的无机气体分离膜材料,在有效分离气体的应用中有广阔的工业化前景.综述了杂化炭膜制备过程中有机聚合物、掺杂物的选择及采用的涂膜方式和炭化条件对膜分离性能的影响及其在气体分离应用方面的研究进展,并对杂化炭膜的发展方向进行了展望.     

改善无机填料混合基质膜气体分离性能的研究进展

混合基质膜（MMMs）是结合了无机填料和有机基质特点的一类膜材料,因其在气体分离应用上具有良好的渗透通量和分离性能被广泛关注。无机填料诸如二氧化硅纳米颗粒球、沸石分子筛、金属有机框架（MOF）、氧化石墨烯（GO）、碳纳米管（CNT）均被广泛应用于混合基质膜的制备,但是碍于无机填料在有机相中的分散性问题、两相相容性问题和界面缺陷问题,常会导致较差的气体分离性能。针对近年通过对无机填料进行表面官能化修饰、共价交联、多元填充、调控形貌等来改善混合基质膜气体分离性能的研究进行总结和阐述,并对其未来的发展趋势进行了展望。     

微乳液聚合在分离膜制备中的应用研究

利用微乳液聚合技术制备分离膜不仅拓展了膜材料的选择范围和成膜工艺技术,并为有机-无机杂化膜的制备提供了一种很好的方法。从微乳液的组成、乳化剂的性质等对微乳液聚合制备的分离膜结构和性能的影响方面,对微乳液聚合在分离膜制备中的应用研究进行了综述,并对其今后的研发方向进行了简要的评述。     

微孔膜法油水分离——表面性质及微观结构的研究进展

石油炼制和化工过程存在大量油水混合物体系，影响生产过程稳定性，也会造成环境污染，亟需高效低成本的油水分离技术。与气浮、离心、化学混凝等传统油水分离技术相比，微孔膜技术通过油或水的选择性渗透实现分离，具有操作简单、分离效率高、运行成本低等众多优点。然而，微孔膜处理油水混合物的分离效率和加工能力同时取决于膜材料的表面性质（表面浸润性能）和微孔结构（分离通道的尺寸效应）。本文首先基于表面润湿现象和尺寸筛分机制介绍了膜法油水分离的原理，然后从上述两个角度出发综述了近年来微孔膜法油水分离的相关研究进展，最后指出微孔膜法油水分离在迈向工业化应用的过程中还需解决的一些问题，并对未来膜材料表面性质和微孔结构的研究进行了展望。     

超疏水-超亲油材料在油水分离中的研究进展

综述了超疏水-超亲油油水分离材料的研究进展及其在油水分离中的应用。首先介绍了油水分离材料的特殊润湿性的基本理论和设计理念,主要包括Young方程、Wenzel模型、Cassie模型以及制备油水分离材料的两种途径。然后全面介绍了金属网膜类、纺织品类、合成膜类等二维结构的油水分离材料,以及海绵、泡沫、气凝胶等三维网络状类油水分离材料和智能型油水分离材料。最后总结了目前在油水分离这一领域存在的一些问题,主要是油水分离的基本机制和理论研究不够完善,并指出开发和研究能够分离特殊油品的材料以及智能响应性可控的油水分离材料仍然是一大挑战。     

用于水质净化的氧化石墨烯膜研究进展

氧化石墨烯膜具有超高的水通量、可控的层间距以及卓越的分离性能，这些优异的特性使氧化石墨烯膜有望成为新一代膜材料并用于水环境中物质的精确分离。对氧化石墨烯膜的研究已经取得了许多重要的成果，本文系统地阐述了用于水质净化的氧化石墨烯膜的结构特性和构效关系，总结了氧化石墨烯膜典型的制备方法，重点介绍了氧化石墨烯膜的改性方式，概述了氧化石墨烯膜在多种水环境中的应用，总结并展望了氧化石墨烯膜的发展方向，为设计和合成高性能氧化石墨烯膜用于水质净化提供新的思路。     

Research progress of graphene oxide membrane for water purification

Graphene oxide membranes have ultra-high water flux, controllable interlayer spacing and excellent separation properties. These outstanding characteristics make graphene oxide membranes promising to be a new generation of membrane materials and used for the precise separation of substances in the water environment. At present, researchers have performed numerous studies on graphene oxide membranes and achieved breakthrough results, including the transfer behavior of water in the membrane, the separation mechanism of the membrane and the preparation methods of the membrane, etc. However, there is still a lack of comprehensive understanding of graphene oxide membranes. This review systematically described the structural properties and structure-effect relationships of graphene oxide membrane, and summarized the typical preparation methods. In terms of the challenges faced by graphene oxide membrane in practical application, we focused on the existing modification methods of graphene oxide membrane. The applications of graphene oxide membrane in various water environments were also discussed. Finally, the future development of graphene oxide membrane was summarized and prospected. The aim of this paper is to provide novel ideas for the design and synthesis of high-performance graphene oxide membranes for water purification.     

PMIA@PVDF同轴电纺纤维膜的制备及其油水分离性能研究

以聚间苯二甲酰间苯二胺(PMIA)为芯、聚偏氟乙烯(PVDF)为壳,使用22-17G同轴静电纺丝针头制备不同纺丝液芯壳流速比的PMIA@PVDF同轴电纺纤维膜,对纤维膜的芯壳结构、力学性能、热性能及油水分离性能进行了表征。结果表明:在纺丝液芯壳流速比为35时,PMIA@PVDF同轴电纺纤维膜具有理想的表面形貌和芯壳结构,具有较好的力学性能和热性能,且具有最佳疏水性和油水分离性能;纤维膜的纤维直径分布较为均匀,很少出现不规则的细丝,有比较分明的分层结构,PVDF包裹PMIA比较均匀;纤维膜的拉伸强度为10.42 MPa,断裂伸长率为38.76%;纤维膜在250℃有轻微的质量损失,最终质量保持率高于纯PVDF电纺纤维膜;纤维膜的水接触角达145.7°,对油水混合物(二氯甲烷-水、三氯甲烷-水)的分离流量都在1900 L/(m²·h)之上、分离效率均达99%以上。     

超亲水/水下超疏油膜的制备及油水分离性能

工业生产和频繁的溢油事故产生大量的含油废水,其高效分离依然面临全球性的挑战。具有仿生浸润特性的膜可以选择性透过水或油,分离效率高且操作简单而广泛应用于油水分离。本文通过一步浸渍法将TiO₂纳米颗粒和聚乙烯吡咯烷酮（PVP）原位固化到不锈钢网上制备了具有微/纳米层级结构的超亲水/水下超疏油油水分离膜。重点考察了TiO₂/PVP涂覆液浓度（质量分数1%、3%、5%、7%、9%）对膜的浸润特性和油水分离性能的影响。实验结果表明,不同TiO₂/PVP浓度改性的膜具有超亲水/水下超疏油特性,水的接触角均为0°,在水中油的接触角达160°,油水分离效率大于99.5%。膜通量随浓度的增大先减小后增加,当质量分数为3%时膜通量最大为8422.5L/（m²·h）。经过30次连续油水分离后,其分离效率仍大于99.5%,表明TiO₂/PVP-SS （stainless steel）膜有良好的耐久性和稳定性。因此,TiO₂/PVP-SS仿生特殊浸润膜材料在油水分离领域具有经济、高效、环境友好的潜在优势。     

凹凸棒石复合分离膜的研究进展

凹凸棒石（ATP）是一种廉价易得的天然粘土矿物，具有比表面积大、阳离子交换容量高、表面官能团丰富等特点，通过不同的方法改性，可以与各种基膜结合形成复合膜。综述了ATP复合分离膜的不同制备方法，比较了其优缺点；总结了ATP添加量对复合膜拉伸强度、杨氏模量、断裂伸长率等力学性能的影响，进而介绍了ATP复合分离膜在CO2分离、重金属分离、染料分离、油水分离等方面的应用，并分析了其分离机理。最后展望了ATP复合分离膜的面临挑战和研究方向。     

One-step preparation of asymmetric ceramic membranes based on sea urchin-like mullite whisker skeletons and their oil-water separation properties

In this work, novel sandwich-type asymmetric ceramic microfiltration membranes with a sea urchin-like mullite whisker skeleton were prepared one step. Their structural properties and oil-water separation performance were investigated. The results show that after sintering at 1400 °C, the prepared membrane possesses good hydrophilic, underwater oleophobic, and anti-fouling properties. During the continuous separation of a 300 mg/L oil-in-water emulsion, a maximum stable flux of 267 L·m⁻²·h⁻¹ was achieved without membrane cleaning. After chemical cleaning and simple physical cleaning, the membranes recovered to a steady flux of 397 L·m⁻²·h⁻¹ and 305 L·m⁻²·h⁻¹, respectively, and maintained a 95% oil rejection. The good underwater oleophobicity and selective permeability brought about by the flat-lying whiskers on the top surface, coupled with the efficient water channels between the sea urchin-like structures inside the membrane, are considered to be the main reasons for its improved separation characteristics over conventional low-cost ceramic membranes.