荷电纳滤膜的切向流动电位测试技术研究

改进了切向流动电位测试技术.由运动方程出发推导了流道高度的理论计算式.利用DL膜测量了流动电位,通道高度以及系统中各部分的电导,深入研究了流道高度、系统的各部分电导以及压降和浓度对Zeta电位的影响.结果表明,所提出的流道高度测定方法,并以总电导代替流道电导和溶液电导,大大提高了Zeta电位测定结果的准确性.在测量范围内,压降对Zeta电位几乎没有影响,而浓度对Zeta电位及各部分的电导影响很大.随浓度的增大,Zeta电位的绝对值下降.在低浓度时,膜电导所占比例大于溶液电导和外回路电导.随溶液浓度增加,膜电导所占比例逐渐低于溶液电导.     

纳滤膜及其表面活性剂分离特性的研究

制备了不同规格的ＣＡ－ＣＴＡ混合纤维素纳滤膜，在１．０ＭＰａ下，对１０００ｍｇ／ＬＮａＣｌ截留率达５０％～８０％，透水率２０～６０Ｌ／ｍ２·ｈ．对１００ｍｇ／ＬＭｇＳＯ４截留率达９０％～９８％，透水率２０～６０Ｌ／ｍ２·ｈ．对１０００ｍｇ／Ｌ葡萄糖截留率达９０％～９５％，透水率２０～６０Ｌ／ｍ２·ｈ．并用该膜对十二烷基苯磺酸钠的分离特性进行了初探．ＣＡ－ＣＴＡ混合纤维素钠滤膜适用于阴离子表面活性剂的分离，其截留率达９６％～９８％，透水率２０～４０Ｌ／ｍ２·ｈ．     

纳滤膜的应用

本文概述了纳滤膜在生产和生活用水的净化及软化，在物料的回收、分级及浓缩，以及在工业废水及生活污水的处理等方面的应用实例及原理。     

荷电膜表面电性能对截留性能的影响

研究了流动电位和Zeta电位与无机盐溶液的浓度及测试压力的关系,以及随操作压力、无机盐溶液种类和浓度等因素的变化荷电膜对无机盐溶液截留性能的影响.结果表明,荷电膜由于离子吸附而带有负电荷,在低浓度溶液中荷电膜的表面电学性能对膜的截留性能有重要影响,而在高浓度溶液中荷电膜电性能的影响不大.     

新型耐溶剂纳滤膜的性能表征

考察了纳滤膜在8种常用有机溶剂中的稳定性,通过表面观察、扫描电镜和原子力显微镜分析膜结构的变化情况和膜溶胀程度大小,同时考察了纳滤膜在不同溶剂中的通量和截留性能.稳定性实验结果表明,该纳滤膜在烷烃、醇类、酮类、酯类、苯类等多种溶剂中有良好的稳定性,但二甲基甲酰胺类溶剂对该膜有明显破坏作用;此外,在膜结构没有明显变化的情况下,有机溶剂的存在会使膜的表面粗糙度增加明显.膜分离性能试验结果表明,膜通量受溶剂种类的影响很大,其膜通量变化规律为:水＞甲醇＞乙醇＞丙酮＞乙酸乙酯＞正己烷;膜对一、二价离子有不同选择性,对分子量大于400的有机物普遍具有良好的截留性能.     

季铵盐壳聚糖/聚砜复合纳滤膜的制备及性能表征

通过涂敷交联法制备了一种新型荷正电纳滤膜,其中以三甲基壳聚糖酰氯（TMC）为膜材料配制铸膜液,以聚砜超滤膜为基膜,环氧氯丙烷为交联剂.试验在全面考察该复合纳滤膜制备工艺基础上,重点探讨了交联时间对复合纳滤膜性能的影响.结果显示:该方法极大地缩短了交联时间,最优交联时间仅为2 h;同时最优条件所制备纳滤膜的纯水透过系数为14.09L/（m²·h·MPa）,表面粗糙度约为4 nm;对无机盐的截留顺序符合以下规律:MgCl₂>NaCl>MgSO₄>Na₂SO₄,满足荷正电纳滤膜的Donnan平衡模型.     

纳滤膜孔结构、荷电性质、分离机理及动电性质研究进展

纳滤膜拥有介于反渗透膜和超滤膜之间的截留分子量,同时对无机盐的截留率随着盐的种类和浓度而改变,广泛应用于各种水净化处理和产品精制分离过程.文章从纳滤膜孔结构和荷电性质、纳滤膜分离机理及其模型、纳滤膜动电性质等三个方面对纳滤膜分离技术20多年来的基础及应用研究进展进行回顾和总结,简要分析了今后纳滤膜分离技术的发展方向及趋势.     

哌嗪聚酰胺纳滤膜的氯氧化特性及机理

聚酰胺纳滤膜广泛应用于水处理领域,对含氯消毒剂比较稳定,但仍有报道哌嗪聚酰胺纳滤膜与水中的游离氯发生反应.因此,了解哌嗪聚酰胺纳滤膜的氯化机理,对膜的耐久性和耐氯膜的开发具有重要意义.系统研究了商品哌嗪聚酰胺纳滤膜在氯氧化过程中膜性质和性能的变化,分析了酸性和碱性条件下氯化对膜的影响.通过对剥离得到的聚酰胺活性层进行红外光谱表征和X射线光电子能谱分析,探究膜的氯化机理.结果表明：酸性条件下,N-氯化、水解和环氯化是主要的氯破坏降解机制;碱性条件下,N-氯化和氯化促进水解是主要发生的过程.由于酸性条件下主要活性氯物质HClO的氧化能力高于碱性条件下的ClO^-,所以酸性条件下氯氧化导致膜结构被更严重破坏;碱性条件下更有利于膜的水解;在2种氯化条件下,随着总游离氯剂量的增加水渗透系数增大,并且中性有机化合物截留率下降,膜性能呈下降趋势.     

聚酰胺复合纳滤膜的制备与表征

以聚砜超滤膜为基膜,通过间苯二胺(PDA)与均苯三甲酰氯(TMC)界面聚合制备聚酰胺复合纳滤膜.系统地考察了界面聚合条件对所得复合膜性能的影响及膜对不同类型的无机盐的分离性能.详细表征了基膜与复合膜的表面形貌和接触角.结果表明:最佳聚合条件为:PDA质量分数1.5%,TMC质量分数0.1%,水相浸泡时间3min,反应时间20s,热处理温度80℃,热处理时间3min.在0.6MPa下,对2 000mg/L的MgSO4的截留率和通量分别为95.6%和7L/(m2·h).复合膜对四种不同类型无机盐的截留率的次序依次为Na2SO4MgSO4NaClMgCl2.此外,表面形貌和接触角研究表明通过界面聚合在基膜表面形成了一层聚酰胺功能层.     

水相溶胶路线制备钇掺杂ZrO2纳滤膜及其分离性能研究

以氧氯化锆为前驱体, 采用环境友好的水相溶胶路线制备出完整无缺陷的管式钇掺杂的ZrO₂(YSZ)纳滤膜。并考察了溶胶粒径, 材料晶型与孔结构的关系。结果表明: 前驱体浓度越低, 所制备的溶胶粒径越小, 经400℃煅烧得到的粉末中单斜相含量越高, 堆积孔径增大; 向ZrOC₂O₄溶胶中添加8mol%钇, 有效抑制了ZrO₂四方相向单斜相的转变, 延缓晶粒生长, 同时防止膜层开裂。经纳滤测试表明, 实验制备的YSZ纳滤膜对PEG的截留分子量为860 Da, 纯水渗透率为200 L/(m²·h·MPa)。实验还详细考察了YSZ纳滤膜在pH=6, 压力0.8 MPa的条件下对NaCl、Na₂SO₄、CaCl₂和MgCl₂ 4种溶液的截留性能, 结果显示YSZ纳滤膜对0.005 mol/L CaCl₂和MgCl₂溶液的离子截留率分别达到65%和78%。     

纳滤膜制备的研究进展

对纳滤膜技术进行了简单介绍,包括纳滤膜的特点、种类、应用领域。综述了国内外纳滤膜制备方法的研究进展,主要有L—s相转化法、共混法、荷电化法、复合法等。其中复合法是用的最多的,比较容易得到高性能的纳滤膜。最后,总结了纳滤膜制备方法中存在的问题并对纳滤膜的应用前景进行了展望。     

基于电子束共辐照接枝制备中空纤维纳滤膜

以聚砜超滤膜为基体,采用电子束共辐照接枝2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)单体制备中空纤维纳滤膜。采用衰减全反射-傅里叶变换红外光谱分析接枝前后膜表面化学组成,并探讨接枝条件对纳滤膜接枝率、孔径以及脱盐性能的影响。结果表明,电子束能够穿透基膜,使膜内外表面均接枝上AMPS。以最佳接枝条件(辐照剂量80 k Gy,单体浓度10%,阻聚剂浓度1.5%,交联剂浓度0.2%,乙醇/水=1/9,溶液体积30 m L)制备的纳滤膜接枝率为4.68 mmol/m2,孔径为5.4 nm,0.4 MPa压力下对1 g/L Na2SO4的截留率为88.9%,渗透通量为28.3 L/(m2·h)。     

耐氯聚酰胺复合纳滤膜的制备与性能

采用哌嗪(PIP)与均苯三甲酰氯(TMC)为单体以界面聚合制备聚酰胺复合纳滤膜,用戊二醛(GA)对聚酰胺复合纳滤膜进行交联处理,再浸入间氨基乙酰苯胺中进行接枝反应得到具有耐氯性的改性复合纳滤膜.通过红外光谱和固体表面电位Zeta电位分析仪表征,证明间氨基乙酰苯胺接枝到活性层表面,降低了复合膜的荷负电性,扫描电子显微镜显...     

纳滤膜脱盐及其在海水软化中的应用

采用卷式纳滤膜进行了MgSO4、K2SO4、MgCl2等5种物质的脱盐性能研究,考察了进料操作压力和浓度对表现截留率和膜通量的影响,在此基础上研究了操作压力对海水脱盐性能的影响.实验表明,纳滤膜性能稳定,能除去海水中90％以上的SO42-以及50％以上的Mg2+和Ca2+,大幅度降低了海水的硬度,可解决传统上海水淡化过程中易结垢离子对膜的污染问题;纳滤膜软化海水可以降低海水淡化后期处理的成本和能耗;采用纳滤膜软化海水在技术上是可行的.     

TiO2纳滤膜的制备及其离子截留性能

以钛酸四异丙酯为前驱体,通过聚合溶胶路线制备出平均尺寸约1.2 nm的TiO2溶胶.采用浸浆法,经过一次涂膜,在平均孔径约为3nm的片状γ-Al2O3/α-Al2O3支撑体上制备出完整无缺陷的TiO2纳滤膜.详细考察了煅烧温度对非担载膜(TiO2粉末)和TiO2纳滤膜性能的影响.在350℃的煅烧温度下制备出孔径约为1.5nm的TiO2纳滤膜,该膜对PEG的截留分子量为890,纯水渗透通量为5.3 L/(m2 h)(8×105Pa,20℃);并详细考察了该膜对NaCl、CaCl2、Na2SO4、MgCl2和Ni(NO3)25种溶液的截留性能.结果表明,在pH=4,压力5×105Pa的条件下,Ti-350膜对0.025 mol/L CaCl2和MgCl2溶液的离子截留率分别达到96.5%和92.8%.     

pH响应性乙烯-乙烯醇共聚物分离膜的纳滤特性

具有纳滤特性的pH响应性膜在小分子分离体系中具有广泛应用前景。文中以铸膜液浓度为25%的乙烯-乙烯醇共聚物(EVAL)超滤膜为基膜,接枝具有pH响应性的功能单体甲基丙烯酸二甲氨基乙酯,制备pH响应性EVAL膜,通过考察膜对标准物聚乙二醇(PEG)与无机盐的截留性能,研究其纳滤特性。结果表明,当pH小于pKa时,pH响应性EVAL膜对聚乙二醇(PEG)与无机盐的截留效果均明显高于未接枝膜,接枝率6%的接枝膜对PEG 800、PEG 1000及PEG 2000的截留率均达到90%以上,对二价阳离子的截留率达到80%以上,无机盐的截留顺序为:CaCl_2MgCl_2MgSO_4NaClNa2SO_4。当pH大于pKa时,PEG及无机盐截留率明显下降,膜对PEG 1000的截留率由95.6%降至62.9%,对MgCl_2截留率降至30.6%,截留率及膜水通量变化存在显著的pH响应性。     

壳聚糖膜表面的氦等离子体改性研究

采用溶液浇铸法制备了壳聚糖膜,通过氮等离子体对壳聚糖膜进行表面改性以提高其表面亲水性.采缮用扫描电子显微镜(SEM)、表面接触角分析仪和X射线光电子能谱(XPS)对改性前后壳聚糖膜的表面结构和性能进行分析和表征,研究了不同等离子体处理时间和不同放电功率对壳聚糖膜表面结构和性能的影响.结果表明:经氮等离子体处理后,壳聚糖膜的表面接触角可由103.0°降为48.8°,表面亲水性得到明显改善.由XPS分析得知,膜表面的氧、氮含量及氧碳比增加,表面的C-C键发生了断裂而生成新的>C=O(COOR、COOH或CONH)等极性基团,从而使其亲水性增强.     

Thermophysical Property Measurements of Liquid Gadolinium by Containerless Methods

Thermophysical properties of liquid gadolinium were measured using non-contact diagnostic techniques with an electrostatic levitator. Over the 1585 K to 1920 K temperature range, the density can be expressed as ρ(T) = 7.41 × 10³ − 0.46 (T − T _m) (kg · m⁻³) where T _m = 1585 K, yielding a volume expansion coefficient of 6.2 × 10⁻⁵ K⁻¹. In addition, the surface tension data can be fitted as γ(T) = 8.22 × 10² − 0.097(T − T _m)(10⁻³ N · m⁻¹) over the 1613 K to 1803 K span and the viscosity as η(T) = 1.7exp[1.4 × 10⁴/(RT)](10⁻³ Pa · s) over the same temperature range.     

可重复使用型耐溶剂聚酰亚胺纳滤膜的研制

以芳香二酐和自制的3,3'-二甲基-4,4'-二氨基二苯甲烷(DMMDA)二胺为单体,N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂,从分子结构的角度出发,设计合成了聚酰胺酸溶液,经化学亚胺化反应制备了高相对分子质量的可溶性聚酰亚胺材料,进一步通过浸没-沉淀相转化法制备出聚酰亚胺基纳滤膜。通过红外光谱、核磁、热重分析、扫描电镜、原子力显微镜等对合成单体和聚酰亚胺基纳滤膜的结构和性能进行了分析和表征。结果表明,成功地合成了DMMDA二胺单体,以该单体为原料制备的聚酰亚胺基纳滤膜具有较高的分离性能,对酸性红94的截留率高达92%,同时具有良好的耐溶剂性及重复使用性。