离子液体支撑液膜用于有机物分离的研究进展

离子液体支撑液膜传质速率高,选择性好,稳定性高,在有机物分离中具有独特的优势.总结了离子液体作为膜液相的优点,介绍了离子液体支撑液膜材料的选择,制备以及在有机物分离中的应用,分析了影响离子液体支撑液膜稳定性的因素,展望了其工业化前景.     

支撑液膜技术对金属离子的分离回收

当前国民经济的突飞猛进备受世人瞩目,但在工业生产过程中产生的汞、铬、铜、铅、锌、铀、镍、镉等废液,释放到环境中将会导致水体污染和生态破坏.因此,有毒金属废液的治理迫在眉睫.支撑液膜作为分离领域回收金属离子的一项技术,本文对其构成及分离原理进行了概述,分析了导致支撑液膜不稳定的原因,并基于膜稳定性对衍生出的支撑液膜的类型进行论述.此外,概述了不同类型的支撑液膜技术在金属离子分离回收领域的应用,最后对支撑液膜的工业化应用前景进行了展望.     

液膜分离技术在废水处理中的应用与展望

用于废水处理液膜包含乳化液膜和支撑液膜两种。该技术同时具备固体膜分离法和溶剂萃取法的优点,节能、环保以及工艺简单,利用其选择透过性可以从废水中分离出金属离子以及一些带电荷有机污染物,是一种节能型分离净化技术。综述了液膜分离技术在废水处理中的一些应用,总结了近年来国内外液膜分离技术的最新研究进展与应用,同时对液膜分离技术的发展趋势做了展望。     

使用支撑液膜从Fe3+/Cu2+溶液中选择分离Fe3+的研究(Ⅰ) 液液萃取实验

支撑液膜在水溶液金属离子的分离中有着独特的优势.报道了从Fe3+/Cu2+溶液中选择分离Fe3+液/液萃取研究结果.水相为Fe3+/Cu2+硫酸溶液,萃取相为正癸醇(n-decanol),载体为二(2-乙基己基)磷酸(D2EHPA).实验研究了溶液相中硫酸浓度以及有机相中载体D2EHPA浓度对金属离子萃取速率的影响.研究发现水溶液的酸浓度对Fe3+的萃取影响较明显,而对Cu2+的萃取影响很小.在两相界面处Fe3+与D2EHPA的反应速度比Cu2+快很多.Fe3+、Cu2+与D2EHPA的络合物在有机相中的扩散速度都较慢,但是Fe3+与D2EHPA的络合物的界面反应速度比络合物的扩散速度快.有机相中载体浓度对金属离子萃取速率的影响也很明显.液液萃取研究结果显示,在使用支撑液膜进行铁离子选择分离时,可以通过改变溶液相酸的浓度,有机相中载体浓度,或者通过缩短分离时间来提高选择率.     

使用支撑液膜从Fe^3＋／Cu^2＋溶液中选择分离Fe^3＋的研究（I）液液萃取实验

支撑液膜在水溶液金属离子的分离中有着独特的优势。报道了从Fe^3 ／Cu^2 溶液中选择分离Fe^3 液／液萃取研究结果。水相为Fe^3 ／Cu^2 硫酸溶液,萃取相为正癸醇（n-de-canol）,载体为二（2－乙基己基）磷酸（D2EHPA）。实验研究了溶液相中硫酸浓度以及有机相中载体D2EHPA浓度金属离子萃取速率的影响。研究发现水溶液的酸浓度对Fe^3 的萃取影响较明显,而对Cu^2 的萃取影响很小。在两相界面处Fe^3 与D2EHPA的反应速度比Cu^2 快很多。Fe^3 、Cu^2 与D2EHPA的络合物在有机相中的扩散速度都较慢,但是Fe^3 与D2EHPA的络合物的界面反应速度比络合物的扩散速度快。有机相中载体浓度对金属离子萃取速率的影响也很明显。液液萃取研究结果显示,在使用支撑液膜进行铁离子选择分离时,可以通过改变溶液相酸的浓度,有机相中载体浓度,或者通过缩短分离时间来提高选择率。     

基于树枝型聚合物的膜与膜过程研究进展

树枝型聚合物是具有内部疏松、外部致密、端基官能团众多等结构的高度支化聚合物,这些特点使得树枝型聚合物具有多种不同于线性聚合物的特性,与膜和膜技术相结合有特殊意义.介绍了树枝型聚合物气体分离膜、支撑液膜、离子交换膜、膜表面改性以及树枝型聚合物参与的膜过程等方面的研究进展,简要展望了基于树枝型聚合物的分离膜与膜技术的发展趋势.     

离子液体支撑液膜蒸汽渗透和气体分离的研究进展

综述了离子液体支撑液膜的稳定性,及其对蒸汽渗透分离(如胺、醇、苯、醚和芳烃类等)和对混合气体分离的影响因素;并指出了离子液体支撑液膜目前还存在的问题。     

离子液体复合膜用于渗透汽化分离乙醇水溶液

将离子液体[bmim]PF6引入制膜过程,制备了PDMS膜以及离子液体支撑液膜和PDMS-IL共混膜.用所制的膜进行渗透汽化实验分离乙醇水溶液,研究料液温度、浓度和真空度等对膜渗透通量和分离因子的影响,并比较了3种膜的分离效果.实验结果表明,在分离乙醇水溶液时,PDMS-IL共混膜的综合分离效果优于普通的PDMS膜,而离子液体支撑液膜分离性能不理想.此外膜渗透通量都随料液温度、浓度的增大而增大,随透过侧压力的增大而减小;分离因子随料液温度、浓度和透过侧压力的增大而减小.     

大环多元醚在液膜分离金属离子中的应用

本文介绍了大环多元醚做流动载体的液膜用于分离一价金属离子钾和钠、二价金属离子铅以及三价金属离子稀土等的有关应用基础研究。并根据大环多元醚化学的发展和我国丰富的稀土资源提出了该项技术的一点看法。     

石墨烯量子点在分离膜材料中的应用研究进展

在传统分离膜中引入纳米材料,有望解决选择性与渗透性之间存在的Trade-off效应、膜污染、化学稳定性等关键共性技术难题.零维石墨烯量子点(GQDs)纳米材料具有尺寸小、比表面积大、亲水性强等突出优点,在分离膜材料领域具有潜在的应用前景.本文归纳了基于界面聚合、相转化、表面改性等常规制膜方法,将GQDs或改性GQDs引入活性层(表层)、中间层或支撑层(亚层)等膜基质中,实现调控与优化分离膜结构与性能的最新研究进展.探讨了GQDs与改性GQDs对界面聚合"反应-扩散"过程、铸膜液热力学与相转化动力学过程以及层状膜层间距的影响机制,并阐述了引入GQDs或改性GQDs赋予分离膜抑菌、自清洁、荧光检测等新功能的原因.最后,展望了基于GQDs开发新型膜材料所面临的机遇和挑战.     

液膜分离过程研究的新进展

简要回顾了液膜分离过程的发展史,并在分析乳化液膜和支撑液膜所存在问题的基础上,介绍了近１０ 年来发展起来的几种新型的液膜分离过程．     

交流阻抗法动态监测D2EHPA/煤油支撑液膜体系膜液流失

研究了NH4Cl在以多孔聚丙烯平板膜(Celgard 2400)为支撑体、磷酸二(2-乙基己基)酯(D2EHPA)为膜液载体和煤油为膜溶剂的支撑液膜体系中的分离过程,采用交流阻抗法动态监测支撑液膜的膜液流失过程,这种方法的优点是可以连续实时监测支撑液膜的膜液流失.通过IM6电化学工作站测出了不同时间下的膜电阻来监测支撑液膜膜液流失的各个阶段,同时考察了影响膜液流失的一些因素.结果表明,膜电阻能够实时反映出膜液流失情况,原料相初始浓度降低和载体浓度增加均使液膜流失加快.     

本征型聚酰亚胺膜气体分离性能的研究进展

包装内环境气氛对产品 的性能具有重要的影响。选择合适的包装材料,控制包装内环境气氛的成分与含量,可有效延长产品的储存时间与使用寿命。为了实现良好的包装内环境气氛控制效果,包装材料需具备合适的气体分离性能。聚酰亚胺因其优异的气体分离性能、热稳定性和结构可设计性等特点受到关注,但气体渗透-选择性的平衡问题限制了其广泛应用。梳理了聚酰亚胺气体分离膜性能的研究进展,重点阐述了如何通过分子结构设计实现聚酰亚胺致密膜与微孔膜的性能调控,并对聚酰亚胺基气体分离膜材料的发展进行了展望。     

有机纳滤膜的制备技术

纳滤膜是近年来发展较快的重要的液体分离膜品种。综述了有机纳滤膜的制备方法和最近研究进展，并介绍了复合纳滤膜的后处理方法，对纳滤膜今后发展作了展望。     

导电聚合物复合透膜的研究进展

导电聚合物复合透膜具有良好的力学性能和独特的电化学性质,是一类新型的分离膜,已在膜分离技术、分子水平上的识别与控制等领域显示出了广阔的应用前景．本文介绍了导电透膜的合成制备方法、形态结构和分离机理,并对导电聚合物复合透膜的性能与结构研究进展以及在液体分离、气体分离方面的应用研究进行了综述．     

A review of advanced proton-conducting materials for hydrogen separation

This paper provides a comprehensive overview of developments and recent trends in H₂ separation technology that uses dense proton–electron conducting ceramic materials and their associated membranes. Various proton–electron conducting materials and their associated membranes are summarized and classified into several important categories, such as Ni-composite proton-conducting materials, as well as tungstate-based, BaPrO₃-based, LaGaO₃-based, and niobate/tantalite composite metal oxide-based ceramic materials/membranes. Various membrane designs, including asymmetric ceramic membranes (supported and self-supported) and surface-modified membranes, are also reviewed. Several important properties of ceramic materials and membranes, such as proton and electron conductivity and performance (i.e., H₂ transport flux and lifetime stability), are also discussed. To highlight the technical progress in this area, all possible ceramic materials and associated membranes are summarized, along with their properties and performance, to help readers quickly locate the information they are looking for. Based on this review, several challenges hindering the maturation of this technology are analyzed in depth, and possible research directions for overcoming these challenges are suggested.     

基于甲壳素的手性分离材料

甲壳素是一种丰富的可再生资源,将甲壳素在碱性条件下脱去乙酰基得到壳聚糖,甲壳素和壳聚糖分子骨架有大量的手性碳原子存在,且含有较多的羟基、乙酰氨基或氨基活性官能团,容易进行化学改性得到有较好手性识别能力的衍生物,且它们能以膜、纤维、凝胶及微球等不同形式出现,可作为各种手性分离介质。概述了近年来甲壳素衍生物作为手性分离介质的重要研究进展,主要包括甲壳素及其衍生物的色谱手性固定相、手性分离膜、分子印迹聚合物。重点介绍了这些手性分离介质的结构、制备及性能,并展望了甲壳素衍生物手性分离介质的研究前景。     

Langmuir–Blodgett membranes for separation and sensing

The current status of Langmuir–Blodgett (LB) films is described with regard to biomimetic applications as separating membranes and sensor layers. In the first part, recent research activities on the utility of LB membranes for gas separation, liquid permeation, hyper- and ultrafiltration are reviewed. The morphological aspects of materials separation in LB films are discussed. In the second part, recent progress in the rapidly growing field of LB-film-based chemical sensors and blosensors is reviewed. The structure and function of gas and ion sensors, and enzyme and immunosensors is briefly discussed. Perspectives for future activities in the fields of LB membranes and sensors are outlined.     

Photothermal‐Responsive Microporous Nanosheets Confined Ionic Liquid for Efficient CO2 Separation

2D materials hold promising potential for novel gas separation. However, a lack of in‐plane pores and the randomly stacked interplane channels of these membranes still hinder their separation performance. In this work, ferrocene based‐MOFs (Zr‐Fc MOF) nanosheets, which contain abundant of in‐plane micropores, are synthesized as porous supports to fabricate Zr‐Fc MOF supported ionic liquid membrane (Zr‐Fc‐SILM) for highly efficient CO₂ separation. The micropores of Zr‐Fc MOF nanosheets not only provide extra paths for CO₂ transportation, and thus increase its permeance up to 145.15 GPU, but also endow the Zr‐Fc‐SILM with high selectivity (216.9) of CO₂/N₂ through the nanoconfinement effect, which is almost ten times higher than common porous polymer SILM. Furthermore, based on the photothermal‐responsive properties of Zr‐Fc MOF, the performance is further enhanced (35%) by light irradiation through a photothermal heating process. This provides a brand new way to design light facilitating gas separation membranes.