PMIA/PA-MZIF-8复合纳滤膜的制备及其在染料废水处理中的应用

纳滤膜的纳米级孔径可有效截留水溶液中的染料分子,从而对染料废水进行纯化。以PMIA多孔膜为基膜,以改性ZIF-8(MZIF-8)作为水相溶液添加剂,利用界面聚合法制备PMIA/PA-MZIF-8复合纳滤膜,探究MZIF-8含量对复合纳滤膜结构和性能的影响。结果表明:当MZIF-8的质量分数为0.100%时,水通量达到最大值,在0.1 MPa时,水通量可达174.5 L/(m2·h),对刚果红的截留率可达98.9%。     

再生纤维素基交联改性纳滤膜的制备及对无机盐截留性能的研究

以竹纤维素再生膜为基膜,海藻酸钠和羧甲基纤维素的共混溶液为涂覆液,环氧氯丙烷为交联剂,采用交联法制备了一种新型纤维素复合纳滤膜。研究了纳滤膜的制备工艺和对NaCl、Na_2SO_4、MgCl_2、MgSO_4、CaCl_2(500 mg/L)的截留性能。结果表明,在海藻酸钠与羧甲基纤维素共混溶液质量分数2.0%、共混比1∶3、环氧氯丙烷质量分数3.0%条件下,纤维素复合纳滤膜的膜通量为13.75 L/(m~2·h),Na Cl截留率为48.15%,较纤维素再生膜的膜通量(487.81 L/(m~2·h))下降明显,较纤维素再生膜的截留率(1.52%)有明显提高。对几种无机盐的截留性能顺序为:Na_2SO_4﹥Mg SO4﹥Na Cl﹥Mg Cl2﹥Ca Cl2。相比纤维素再生膜,纤维素复合纳滤膜的抗张力为83.31 N,比纤维素再生膜的抗张力(46.65 N)提高了44.0%,膜伸长量4.7 mm,伸长率9.40%,抗张强度5.554 k N/m,机械性能相对提高。     

对两种纳滤膜脱盐和乳糖截留效果的比较研究

纳滤是一种可以将乳超滤透过液中的盐分和乳糖分离的过程,采用单因素试验测定两种纳滤膜在一定压力下透过液的膜通量、电导率、各种离子和乳糖的截留率,比较两种纳滤膜的脱盐和乳糖截留情况,旨在筛选出脱盐效果好且截留乳糖质量分数较高的纳滤膜.结果表明,在0.30～0.50 MPa范围内两种纳滤膜可使用,NF-1812纳滤膜比NF-270纳滤膜脱盐效果好,但截留乳糖效果差.NF-270纳滤膜适合脱盐而得到乳糖.     

膜分离应用于花生根中白藜芦醇初级纯化

为利用花生根中白藜芦醇资源,将膜分离应用于花生根提取液中白藜芦醇的初级纯化,以膜通量和膜渗透性、白藜芦醇和水溶性糖截留率为评价指标,考察由超滤和纳滤组成膜分离系统的工艺参数与影响因素。结果如下:超滤膜UE030和纳滤膜NF4适宜于花生根提取液中白藜芦醇的分离纯化;提取液p H会显著影响纳滤膜对白藜芦醇的截留能力;操作压力会显著影响纳滤膜通量和渗透性,但对白藜芦醇和水溶性糖的截留率无显著影响;最佳膜分离工艺为花生根提取液经过1 MPa、400 r/min、UE030超滤后,透过液调节至p H6.0,采用3 MPa,400 r/min搅拌,NF4纳滤后,水溶性糖浓度从(1.1832±0.0718)mg/m L下降到(0.0475±0.0007)mg/m L,白藜芦醇浓度为(4.4730±0.0129)μg/m L,回收率为55.84%±0.16%。以上结果证明,膜分离可用于白藜芦醇的初级分离纯化,促进从花生根中制备白藜芦醇的工业化发展。     

β-环糊精/聚丙烯酸酯纳米纤维膜的耐水性及其对重金属离子的捕集

为得到一种可捕集废水中重金属离子的耐水型过滤膜新材料,将β-环糊精(β-CD)与聚丙烯酸酯(PA)共混,通过静电纺丝技术制备了β-CD/PA纳米纤维膜。利用扫描电子显微镜(SEM)表征了所制纳米纤维的表面形貌,探讨了β-CD质量分数对其表面形貌的影响,并研究了其对铜、铁等重金属离子的捕集能力。通过捕集前后的SEM照片初步分析了其捕集机制。结果表明:PA膜在40 min后的吸水率维持在8%,具有良好的耐水性;当PA质量分数为10%时,纳米纤维膜中单丝间的相互黏结情况随β-CD质量分数的增大有显著改善;PA质量分数为10%,β-CD质量分数为50%(相对于PA)时,纳米纤维膜对铜、铁离子的捕集量可分别达到82.0、219.5 mg/g;捕集铜离子后的纳米纤维膜表面有明显的离子富集。     

聚丙烯腈纳滤膜的制备及对造纸废水的截留性能

以聚丙烯腈膜为基膜 ,壳聚糖为改性剂 ,采用紫外辐射法制备了一种新型纳滤膜。研究了纳滤膜的制备工艺及性能 ,并将纳滤膜用于处理蓝桉化学热磨机械浆 (CTMP)废水。研究结果表明 :在所选择的条件下制备的 #4纳滤膜 ,其离子交换容量和膜电阻分别为 3 5× 1 0 - 3 mmol/cm2 、3 52× 1 0 3 Ω ;采用 #4纳滤膜处理CTMP废水 ,其对钠的截留率为 40 1 % ,并且浓缩液中的固形物含量、燃烧热比原废液大大增加 ,可以满足碱回收工段的要求。     

静电纺双疏型聚丙烯腈基纳米纤维膜制备及其性能

为制备耐磨性能良好的双疏型纤维膜并将其应用于油/水、油/油分离领域,以静电纺丝方法制备的聚丙烯腈(PAN)纳米纤维为基材,采用多巴胺(DA)与十三氟辛基三乙氧基硅烷(G617)对纤维膜进行改性制得双疏型PAN纤维膜。借助扫描电子显微镜、接触角测量仪、X 射线光电子能谱仪等手段探讨纺丝条件、DA与G617用量等对改性前后PAN纤维膜表面形貌以及疏水疏油性能的影响。结果表明:纺丝液中PAN质量分数为13.8%、纺丝电压为18 kV时,纤维形貌最佳;改性后PAN纤维膜的乙二醇接触角可达135.1°,甲苯接触角为0°,水接触角可达141.9°,色拉油接触角可达131.2°;摩擦20次后PAN纤维膜的水、色拉油接触角均大于125°,可顺利实现水/甲苯、甲苯/乙二醇以及甲苯/水乳液的分离。     

PVC/PVDC共混膜的制备及其性能

为了探讨聚氯乙烯(PVC)/聚偏二氯乙烯(PVDC)共混膜的制备及性能，选用N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)为溶剂，采用相转化法制备PVC/PVDC共混膜，研究PVC/PVDC共混体系的相容性、共混膜表面形貌和截面形貌，以及共混比和聚乙二醇(PEG)质量分数对纯水通量、截留率，动态接触角以及通量恢复率的影响。结果表明：当PVC/PVDC共混比为4/6时共混膜的综合性能最好，纯水通量为212.9 L/(m²·h),在0.1 MPa的压力下，对牛血清蛋白(BSA)的截留率为88.5%。PEG最佳质量分数为6%,此时纯水通量为336.6 L/(m²·h),截留率为81.6%,瞬间接触角从81.1°下降到74.5°,恢复通量率从52.7%上升到85.7%。研究结果说明PEG可以有效地改善共混膜的亲水性和抗蛋白污染能力。     

β-环糊精改性反渗透膜及其在沼液浓缩中的应用

通过将β-环糊精与间苯二胺(MPD)混合作为水相与均苯三甲酰氯(TMC)反应,通过原位界面聚合方法制备了一种新型β-环糊精(β-CD)/聚酰胺薄膜反渗透膜,研究了β-CD质量浓度对反渗透膜形态和分离性能的影响.实验结果表明:β-CD的应用可以有效提高复合膜的纯水通量,并使膜的截留率保持在较高水平.当水溶液中β-CD的质量浓度为0.015g/mL时,改性复合膜对NaCl的截留率保持在较高水平,而水通量几乎是未改性复合膜的1.52倍.将β-CD/聚酰胺复合膜用于处理沼液,水通量高于未添加β-CD的聚酰胺膜,且截留率基本保持不变,长期运行过程中膜性能更稳定.     

膜技术分离纯化绿原酸提取液的研究

本实验研究了膜技术分离纯化绿原酸提取液的过程。首先,以透水通量为指标,比较了两种微滤膜MF1和MF2、两种超滤膜UF1和UF2及两种纳滤膜NF1和NF2对绿原酸提取液的过滤特性。结果表明,MF2膜的通量可高达167.7kg/h,UF2膜的通量可达148.8kg/h和NF2膜的通量可达109.8kg/h,分别明显高于MF1(103.6kg/h)、UF1(48.0kg/h)和NF1(45.6kg/h);其次,研究了浓缩液的水洗对绿原酸截留率的影响。结果表明,经一次水洗后,MF2膜的截留率可由12.5%降低到3.4%,UF2膜的截留率可由15%降低到8%;最后,分析了膜分离过程中各物料的成分。结果表明,纳滤浓缩液含绿原酸为17964mg/L,比原提取液提高了24.8倍,绿原酸的纯度由2.8%上升到27%。     

偕胺肟化SiO2/聚丙烯腈复合纤维膜的制备及其性能

为构筑具有特殊表/界面性能的膜材料,利用静电纺丝技术制备SiO₂/聚丙烯腈(PAN)复合纤维膜,然后经盐酸羟胺偕胺肟化处理赋予其超亲水及水下超疏油性能。借助场发射扫描电子显微镜、X射线能谱仪、傅里叶变换光谱仪及接触角测试仪等分析了纤维膜的微观形貌、结构和表/界面性质。结果表明:偕胺肟化改性后纤维膜表面有絮状物包覆,盐酸羟胺改性液最佳质量浓度为35~40 g/L,最佳改性温度为60 ℃,偕胺肟化SiO₂/PAN纤维的平均直径为275 nm;改性后纤维膜表面Si和O元素质量分数为2.13%和6.60%,SiO₂锚固在PAN纤维膜表面,且SiO₂/PAN偕胺肟化成功;相比PAN纤维膜,SiO₂/PAN纤维膜在60 ℃偕胺肟化后水润湿时间由5.4 s缩短到0.5 s,且水下油接触角达到(165.2±1)°;偕胺肟化纤维膜断裂强度达4.1 MPa,可满足油水分离的基本要求。     

氨基聚合物共混改性聚乳酸超细纤维膜的制备及染料吸附性能

为了提高聚乳酸超细纤维(PLA)对染料的吸附性能以制备高效染料吸附材料,将含有氨基活性基团的双氨基乙二醇(NH_2—PEG—NH_2)和壳聚糖(CS)分别与PLA共混静电纺丝制备超细纤维膜,研究NH_2—PEG—NH_2和CS质量分数对共混超细纤维膜的表面形貌、耐水性和染料吸附性能的影响。研究结果表明:随着NH_2—PEG—NH_2质量分数增加,NH_2—PEG—NH_2/PLA共混超细纤维表面微孔结构逐渐减少直至消失,耐水性逐渐下降,对酸性黄染料的吸附量均较小;随着CS质量分数增加,CS/PLA共混超细纤维表面光滑,耐水性下降,对酸性黄的吸附量增加。当CS质量分数达到12.5%时,CS/PLA共混超细纤维膜对酸性黄染料的吸附量显著增加,为39.8 mg/g。     

紫外接枝多单体制备聚丙烯吸油材料

采用两步法,在紫外线的照射下,以二苯甲酮(BP)为引发剂,将丙烯酸甲酯(MA)、丙烯酸丁酯(BA)以及丙烯酸十二酯(LA)成功地接枝到聚丙烯无纺布上,增加其吸油性能。通过红外光谱(FT-IR)分析无纺布接枝前后官能团的变化,通过扫描电镜(SEM)观察其表面形态的变化。结果表明:3种单体的质量分数为8%、辐射时间为60 min、BP质量分数为0.6%时,接枝率最大,为26.65%。接枝改性后的无纺布对原油饱和吸附率和保油率分别为27.20%、24.08%。此外,由于多单体的引入,无纺布的断裂强力以及断裂伸长率均有所增加。     

明胶/L-聚乳酸共混膜的制备与性能表征

L-聚乳酸(PLLA)和明胶共混改性后成膜,分析了共混膜的热性能、力学性能、形貌和亲水性。试验结果表明:明胶与PLLA共混对PLLA的热性能影响较小;当共混膜中明胶质量分数<20%时,可使共混膜保持较好的力学性能;加入甘油可降低共混膜的Tg,并提高其断裂伸长率,起到了一定的增塑作用;聚乳酸与明胶共混后可增加聚乳酸膜的亲水性并降低明胶膜的亲水性,明胶/PLLA共混膜为疏松多孔的结构。     

丝素/PLCL共混膜的制备及性能

为了调节丝素膜的性能,用聚L-丙交酯-co-己内酯(PLCL)与丝素蛋白(SF)共混,以六氟异丙醇为共溶剂,用流延法制备不同比例的SF/PLCL共混膜。测试和分析结果表明,共混膜内两组分之间存在明显的分离现象。当SF/PLCL共混质量比为25/75时,共混膜的拉伸断裂强度、断裂伸长率及细胞在膜表面的增殖活力高于纯丝素膜。     

紫外复配接枝MA/BA制备聚丙烯吸油材料

采用紫外辐射的方法,以二苯甲酮(BP)为引发剂,成功将丙烯酸甲酯(MA)、丙烯酸丁酯(BA)接枝到聚丙烯无纺布上,增大其吸油性能。通过红外光谱(FT-IR)分析无纺布接枝前后官能团的变化、通过扫描电镜(SEM)观察表面形态的变化,优化的工艺为:复配单体质量分数10%、单体配比1∶1、辐射时间为60 min、BP质量分数0.75%,接枝率最大为16.2%。接枝改性后无纺布的饱和吸附率以及保油率均有提高,分别为17.2 g/g和13.7 g/g。由于双单体的引入,无纺布的断裂强力以及断裂伸长率均提高。     

非水溶性丝素粉体与聚氨酯共混膜的性能

采用浸没沉淀相转化法制备非水溶性丝素粉体与医用聚氨酯共混膜。研究共混膜中非水溶性丝素粉体质量分数不同时共混膜的表面形貌、吸水性、透汽性、水接触角及力学性能和红外光谱图的变化。实验结果表明:随着非水溶性丝素粉体质量分数的增加,共混膜的表面形貌由致密逐渐变得疏松,并逐渐出现微孔,且粉体在共混膜中分布均匀并没有明显的团聚现象,这表明二者的相容性好;另外,共混膜的断裂伸长和拉伸模量较纯PU膜虽有不同程度下降,但其吸水性和透汽性逐渐得到提高;膜的水接触角逐渐下降,表明其亲水性逐步得到提高。     

多孔聚苯乙烯纤维滤膜的形貌结构与过滤性能

采用静电纺丝技术，以四氢呋喃/N,N-二甲基甲酰胺(THF/DMF)为混合溶剂制备多孔聚苯乙烯(PS)微纳米纤维滤膜。系统探讨了PS质量分数、混合溶剂配比及纤维膜厚度对PS微纳米纤维形貌及滤膜过滤效率和过滤阻力的影响。结果表明：随着混合溶剂中THF质量分数的增加，纤维的平均直径逐渐增大，分布在0.8～7.8μm,纤维表面呈现出密集的多孔结构，纤维膜的过滤阻力显著减低。在PS质量分数为15%,THF/DMF溶剂质量配比为90/10,纤维膜厚度为(273±4)μm的条件下，纤维膜对NaCl气溶胶和DOP气溶胶的过滤效率分别为99.08%和96.97%,过滤阻力分别为105.8和116.3 Pa,品质因子分别为0.044 3和0.030 1 Pa^-1,可应用于空气过滤材料领域。     

熔喷用麦饭石/聚乳酸共混材料的制备及其性能

为了探究熔喷用麦饭石/聚乳酸共混材料的结构与可加工性，采用三乙氧基甲基硅烷(Methyltriethoxysilane, MTES)对麦饭石(Medical stone, MS)进行表面改性，并以改性麦饭石(MTES-MS)为填料，以聚乳酸(Polylactic acid, PLA)为基体，通过熔融共混工艺制备出不同质量比的MTES-MS/PLA共混材料。通过对共混材料的截面形态、结晶结构、热稳定性和力学性能等进行表征和分析。结果表明：MTES-MS与PLA基体有良好的界面相容性；MTES-MS的加入对PLA的玻璃化转变温度和结晶结构的影响不大，但会使其结晶度和热稳定性有所上升；随着MTES-MS质量分数的增加，在同一温度下，共混材料的熔体流动速率(Melt flow rate, MFR)随之降低，流动性变差，但仍满足熔喷可纺性的要求；而MTES-MS/PLA共混材料的纵向拉伸强度和断裂伸长率先增大后减小，当MTES-MS的质量分数为7%时，共混材料的力学性能较优，相比于纯PLA,共混材料的纵向拉伸强度提升了76.17%,纵向断裂伸长率提升了70.79%。     

PVA/SS共混膜的制备及性能

采用聚乙烯醇(PVA)制备不同质量分数的PVA膜,并在PVA溶液中加入丝胶(SS)制备了不同质量比的PVA/SS共混膜。采用电子显微镜分析膜的形貌对膜进行厚度测试、拉伸测试以及溶胀性能测试。结果发现,PVA膜和PVA/SS膜成膜性良好。共混膜的厚度随溶质质量的增加先增加后减小。PVA膜的断裂伸长、断裂伸长率、断裂强力随着PVA浓度的增大而增大;PVA/SS共混膜的断裂强力、断裂伸长、断裂伸长率和断裂功随着SS质量分数的增大而增大。PVA膜的溶胀度和溶失度随着PVA质量分数的增大而逐渐减小;随SS质量分数的增大,PVA/SS共混膜溶胀度先增大后减小,溶失度的变化规律并不明显。