正渗透膜材料与驱动体系的研究

报道课题组在正渗透膜材料及高效易回收驱动液方面的研究进展.在膜材料方面,我们研究了准双皮层的三乙酸纤维素正渗透膜,得到的膜性能优于商业化HTI正渗透膜.在驱动溶质方面,研究了以乙二胺四乙酸和树枝状聚合物以及具有响应性能的纳米材料为代表的大尺寸驱动体系,验证了大分子驱动溶质可以有效降低内浓差极化.研究结果表明,膜与驱动液在正渗透研究中都非常重要.     

半互穿网络法亲水改性超滤膜

以聚砜(PSF)为膜材料,水为凝胶剂,采用浸没沉淀相转化法制备PSF超滤膜,在制膜过程中添加了亲水性聚合物聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)和络合剂FeCl2来改性PSF膜的亲水性,并对其性能进行表征.用红外来表征其络合性能,用接触角测量仪测定其亲水性能.探讨了PSF浓度,络合剂FeCl2用量,PVP用量,PVP分子量对超滤膜性能的影响.结果表明,增加PSF浓度,膜的通量变小;增加络合剂FeCl2的用量,膜的通量由大变小,是没有加络合剂的1.3倍;增加PVP的浓度,膜的亲水性得到了显著的提高.在4%的时候为最大,此时的通量比没加PVP的膜大11倍.而对于不同牌号的PVP,K60的通量最大,K90的最小.对牛血清蛋白(BSA)的截留率都达到了95%以上.     

废高温镍钴合金浸出液净化试验研究

在"苏打焙烧-碱浸出-氯气浸出-TBP萃取除铁-中和水解除铬-P204萃取除微量杂质-N235萃取分离镍、钴"处理废高温镍钴合金工艺的基础上,重点研究了废高温镍钴合金浸出液的净化工艺,确定了废高温镍钴合金浸出液净化的较优工艺技术参数。采用该净化工艺条件可将浸出液中的杂质元素有效地脱除,处理后所得镍、钴溶液成份满足某公司镍、钴产品生产的要求。     

TMC/TMPIP纳滤超薄复合膜的制备

基于哌嗪(PIP)与均苯三甲酰氯(TMC)界面聚合制备纳滤膜的原理,设计并合成了具有支化结构的三亚胺功能基团水相单体--均苯三甲酰哌嗪(TMPIP)盐酸盐,并与TMC界面聚合制得分子结构与TMC/PIP相同的TMC/TMPIP超薄纳滤复合膜。采用傅里叶红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)表征了复合膜皮层的化学结构和表面形貌,结果表明在聚砜底膜表面形成了膜厚为100 nm左右的TMC/TMPIP超薄皮层。通过与TMC/PIP复合膜对PEG 200水溶液的分离性能相比较发现,TMC/TMPIP复合膜因其高度的网络化结构和超薄皮层,因而具有更高的截留率和水通量。考察了TMC/TMPIP复合膜对水中不同盐的截留性能,其截留率顺序与TMC/PIP复合膜相同,而通量和截留率均优于后者。     

反渗透复合膜研究(Ⅱ)初生态膜的原位改性

界面聚合是制备超薄复合膜是通过两种互不相溶的单体溶液在多孔支撑的表面进行聚合,再经热处理,洗涤等工艺后得到超薄复合膜。初生态膜(IniM)是指完成界面聚合反应而未经后处理（热处理,洗涤等）的膜。采用间苯二胺和均苯三甲酰氯通过在多孔聚砜膜上界面聚合得到初生态反渗透复合膜,再用四乙烯五胺对初生态膜进行表面原位改性,经后处理得到改性反渗透复合膜。对改性反渗透复合膜面XPS分析结果为：改性膜表面的O/N比明显低于未改性的,这说明四乙烯五胺通过反应接枝在膜表面;同时,改性膜面接触角大于未改性膜的,进一步证明了这一点。脱盐性能测试结果为：改性反渗透复合膜的水通量和NaCl脱除率随着进水pH值的增大而减小,这与未改性的反渗透复合膜变化趋势完全相反;这是因为改性反渗透复合膜面含有氨基（—NH₂）或亚胺基（=NH）,当pH值增大时,其与水的亲和力减小;而未改性的反渗透复合膜表面含有羧基（—COOH）, 当pH值增大时,其与水的亲和力增大。     

正渗透-水纯化和脱盐的新途径

正渗透作为一种潜在的水纯化和淡化新技术,国际上正对其进行着多角度、深层次的理论研究和实践探索.本文综述了正渗透的原理、当前的发展水平及其现存问题,旨在引起我国相关领域科研人员对它的重视.     

2,2-二氟丙烷-1,3-二胺的合成研究

常规芳香聚酰胺复合反渗透膜普遍具有易氧化的缺点,2,2-二氟丙烷-1,3-二胺(DFPDA)则是针对该问题而设计的关键功能单体。本文DFPDA是经氟化、酰胺化和还原三步反应得到。以丙二酸二乙酯为基本原料,首先经选择性氟化剂Selectfluor氟化得第一中间体2,2-二氟丙二酸二乙酯（DFDEM）,所得DFDEM再经氨水酰胺化反应得到第二中间体2,2-二氟丙二酰胺(DFMA),最后以硼烷为还原剂将中间体DFMA还原得到最终产品2,2-二氟丙烷-1,3-二胺(DFPDA),总收率最高可达45%。研究了三步反应的工艺条件对产品收率的影响,并探讨了氟化剂的反应机理,同时采用IR、1H-NMR和GC-MS分析了每个产物的化学结构。该法原料易得,反应条件温和,操作安全,且反应收率较高。     

超纯水制备

采用预处理+2级反渗透+ED I+混床工艺制备超纯水。实验结果证明,出水Ca2+质量浓度小于2μg/L,Na+质量浓度小于5μg/L,S iO2质量浓度小于5μg/L,电阻率稳定在17 MΩ.cm,能满足生产要求。     

超滤膜处理乳化油废水的研究进展

综述了近年来国内外超滤膜分离技术应用于乳化油废水处理的研究进展,着重介绍了超滤处理工业乳化油废水的分离性能,以及超滤过程存在的问题和解决途径.针对实际运行过程中产生的膜污染现象,在新膜材料、膜组件改进和耦合工艺3方面进行了阐述.最后对今后的研究方向提出了建议.     

双极膜法制备葡萄糖酸工业化生产研究

相对传统工艺制备葡萄糖酸,采用双极膜法在节能减排、降低生产成本等方面有极大的改善.本文的工业化生产设备为BPM2-2500型双极装置,规格为400 mm×800 mm,装有100组、有效膜面积共有25 m2的双极膜工业化生产设备,35％的葡萄糖酸钠的转化能力为5 t·d-1.该装置在电流密度为500A·m-2( 125A)稳流的条件下,获得以下较好的结果:葡萄糖酸钠的转化率为98％以上,酸转化能耗为310 kWh·t-1,产酸成本为500元·t-1,远低于传统工艺的600～900元·t-1.如果计算转化每t酸所产生氢氧化钠约200 kg的回用经经济价值,则综合产酸成本低于200元·t-1.本文的成果填补国内双极膜法生产葡萄糖酸工业化应用的空白,也为此工艺的推广打下基础.如果膜成本继续降低、计算氢氧化钠回收价值、计算环保节省的费用、继续优化过程,将有可能实现零成本把葡萄糖酸钠转化成本葡萄糖酸的目标.