真空膜蒸馏方法处理高盐印染中间体废水研究

采用真空蒸馏方法处理高盐度印染中间体废水.考察了进料温度、流量、浓度对处理效果的影响.结果表明:进料温度对膜渗透通量的影响较大,随温度的升高渗透通量显著增大,对于预处理后的印染废水,流速为50 L/h时,当温度从60℃提高到80℃,膜蒸馏通量从5.644 kg/(m2·h)增长到8.937 kg/(m2·h);流量对膜蒸馏通量无显著影响;膜蒸馏通量随进料浓度的增加而下降,当废水盐度高于22%时,膜蒸馏通量显著降低至2.5 kg(m2·h).经过预处理后的印染中间体废水膜蒸馏产品水COD降为400 mg/L以下,色度降为80.     

静电纺聚四氟乙烯/二氧化钛光催化纳米纤维膜的制备及其应用

针对光催化剂二氧化钛(TiO₂)难回收、传统载体材料性能不稳定等问题,以聚四氟乙烯(PTFE)为成膜聚合物,以聚乙烯醇(PVA)为纺丝载体,引入纳米光催化剂TiO₂,采用乳液静电纺丝法制备PTFE/PVA/TiO₂初生纤维膜,然后经烧结得到负载型PTFE/TiO₂光催化纳米纤维膜。通过形貌观察、孔径、孔隙率以及疏水性能测试,考察TiO₂质量分数对纤维膜结构与性能的影响。结果表明:随着TiO₂固含量的增加,纤维膜直径均匀性有所降低,平均孔径增大;将纤维膜用于减压膜蒸馏实验,通量最高达35 L/(m²·h),截盐率稳定在99.98%以上;在光催化降解质量浓度为10 mg/L的亚甲基蓝染料水溶液过程中,经紫外线照射5 h后,染料降解率达99%;经重复使用后,PTFE/TiO₂纳米纤维膜仍能保持良好的结构与光催化性能。     

改性聚偏氟乙烯中空纤维分离膜的研制

本实验采用干-湿相转化法制备聚偏氟乙烯（PVDF）中空纤维血液分离膜,通过在铸膜液中引入聚乙烯醇(PVA)与戊二醛反应交联物,改善膜材料的亲水性。研究了PVDF浓度、PEG含量等对膜性能的影响。结果表明,改性聚偏氟乙烯(PVDF)血液分离膜的亲水性明显提高,接触角从70.2。降至54.5。,水通量从85.4L/(h.m2)-1提高到189.4L/(h.m2)-1,蛋白吸附性量则从92mg/m2降至27mg/m2,有较好的化学稳定性。随着PVDF浓度的增加,膜的拉伸性能增强,破裂压增大,水通量和膜分离孔径减小;随着PEG含量的提高,膜的机械性能变化不大,水通量明显提高。     

聚偏氟乙烯微滤膜过滤纯生啤酒性能与滤菌效果研究

研究了指孔状结构和网状结构的亲水性聚偏氟乙烯(PVDF)微滤膜的滤菌性能与膜结构、膜孔径的关系,探讨了生啤酒过滤过程中膜结构、清洗方式对除菌效果和膜过滤通量的影响规律,通过SEM和接触角测定仪表征了微滤膜的结构和亲水性。结果表明:膜的结构对滤菌效果影响不大;0.22μm数量级的PVDF微滤膜的滤菌效果达到啤酒生产要求;清水清洗和碱、清水、酸、清水连续清洗两种清洗方式对网状结构的PVDF膜影响不大,其平衡过滤通量保持在22.2~22.4L/(m2·h),但碱、清水、酸、清水连续清洗方式更有利于指孔状结构PVDF膜性能的恢复,平衡通量约为40.8L/(m2·h),而同样条件下清水清洗的平衡通量为35.0L/(m2·h)。实验数据表明用亲水性的PVDF微滤膜过滤生啤除菌,仅采用清水清洗膜在操作上是可行的。     

快速油-水分离用PVDF/PDMS超疏水膜的一步法制备及性能

为了制备一种可用于快速油-水分离的超疏水膜,在高压电场作用下,通过静电纺丝法共纺聚二甲基硅氧烷(PDMS)和聚偏氟乙烯(PVDF),一步制备含有PVDF纳米纤维和带有PDMS微球的超疏水复合膜材料。采用场发射扫描电子显微镜、傅氏转换红外线光谱仪和光学接触角仪对该复合膜材料进行形貌和性能分析,结果表明：该超疏水复合膜表现出优异的油-水分离性能,油-水分离通量达到6100 L/(m²·h·bar),分离效率可达99.5%,并且可以连续生产,展现出广阔的应用前景。     

响应曲面法优化纳米氯化钙/PVDF杂化膜制备工艺的研究

利用热致相变法制备了纳米氯化钙/PVDF杂化膜,研究了不同添加量的纳米氯化钙粒子对PVDF微孔膜的膜形态、截留率、水通量以及膜强度的影响。采用响应曲面的分析方法,以PVDF膜的水通量以及膜强度为响应值,确定了最佳的纳米CaCl2粒子的添加量、PVDF的质量分数以及凝固浴温度。结果表明:纳米氯化钙的添加能显著改变PVDF膜的形态结构,随着纳米氯化钙含量的增加,海绵状孔逐渐消失,膜表面出现了大量的界面孔,膜通量以及膜强度先上升后下降,而其对截留率的影响较小,在其质量分数为5%时,截留率以及水通量达到最大值。确定的高强度膜制备工艺条件:CaCl2以及PVDF的质量分数分别为4.7%、44%,凝固温度为49.5℃,该条件下,膜截留率达到了75%,水通量达到了174L·m-2·h-1,膜强度则为29.8MPa。     

偕胺肟化聚丙烯腈纳米纤维膜的制备与油水乳液分离性能

为探究膜材料对纤维膜亲水性的影响机制，首先以聚丙烯腈(PAN)为原料制备偕胺肟(PAO),之后通过静电纺丝法制备PAO纳米纤维膜，并对其表面形貌、纤维直径、平均孔径、表面粗糙度、表面润湿性、力学性能、纤维膜官能团组成和油水乳液分离性能进行测试与分析。结果表明：静电纺丝技术可成功制备PAO纳米纤维膜，该纤维膜表面亲水性、油水乳液分离性能与未经偕胺肟化处理的PAN纤维膜相比有明显提升，当静电纺丝PAO质量分数为10%时，制备的PAO纳米纤维膜表现出优异的表面润湿性能和油水乳液分离性能，其初始水接触角为15.6°,水下油接触角为157°,对硅油乳液的分离通量为1 362.9 L/(m²·h),截留率为99.1%。     

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。     

针织物复合中空超滤膜的制备与研究

采用狭缝涂覆的方法在管状针织物表面涂覆聚偏氟乙烯铸膜液,制备出针织物增强PVDF复合膜,并讨论了该复合膜的水通量以及力学性能。结果表明：针织物增强PVDF复合膜渗透性能良好,水通量稳定在290 L/m2.h;具有针织物增强体的PVDF膜力学性能显著增加,说明通过复合管状针织物可使PVDF膜的力学性能得到改善,有助于PVDF膜的推广应用。     

PMD/PVDF共混两亲中空纤维膜的制备及其性能

以甲基丙烯酸甲酯(MMA)为疏水单体,甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)为功能性亲水单体,制备出两亲性聚合物P(MMA-DMAEMA)(PMD),然后以PMD聚合物为添加剂,制备出PMD/PVDF共混两亲中空纤维超滤膜。通过凝胶渗透色谱、核磁共振和红外光谱表征两亲性聚合物PMD的分子质量及化学结构与组成,测试PMD/PVDF中空纤维超滤膜的接触角、水通量、泡点、力学性能以及抗污染性能,SEM观察膜的结构形貌。结果表明:与原膜相比,超滤膜的接触角由98.7°下降到85.3°,水通量增加246.08 L/(m2·h),泡点降低0.09 MPa,相对渗透率增加0.12,抗污染性能提高。在力学性能方面,膜的刚性提高,韧性略有下降。最大孔径增大,指状孔结构更加精细、均匀。     

陶瓷膜超滤净化石灰法制糖清汁

对孔径为0.04?μm的陶瓷超滤膜进一步净化石灰法制糖的清汁进行研究,在跨膜压差0.45～0.50?MPa、膜面流速4.0～4.5?m/s、过滤温度75～97?℃的条件下过滤甘蔗汁30?h,膜渗透通量从350.6?L/（m2·h）降低至160.2?L/（m2·h）,平均通量为177.8?L/（m2·h）,能满足工业化生产的需求。甘蔗汁经陶瓷膜过滤后品质被进一步提升,简纯度可提高2.01?个单位,色素去除率为20.20%,澄清度从79.18%提升至99.98%。研究膜污染形成发现,陶瓷膜过滤甘蔗汁会在膜表面形成一层污染层,膜污染物的主要成分为有机物（多糖、蛋白质、酯类及酚类等物质）,同时还含有少量的Na、Mg、Al、Si、P、Cl、K、Ca及Fe等无机成分。污染膜依次采用工业净水、1%?NaOH-0.5%?NaClO混合溶液、0.5%?HNO3溶液清洗,膜通量恢复率均高于95.5%,重复性较好,是一种有效的膜清洗方法。     

减压膜蒸馏用于纤维素溶剂N-甲基吗啉-N-氧化物浓缩回收研究

为解决纤维素绿色溶剂N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)传统浓缩回收工艺存在的能耗高、回收率低等不足,提出基于减压膜蒸馏(VMD)技术的NMMO浓缩回收方法。通过考察VMD过程中真空度、料液流速、料液温度、料液浓度对膜蒸馏过程的影响,并对深度浓缩的可行性和体系运行稳定性进行研究。结果表明:膜蒸馏通量随真空度、料液流速、料液温度的增大而增大,随料液浓度的增大而减小,产水浓度随真空度的增大而减小,而料液流速、料液温度、料液浓度对产水浓度影响不明显;采用VMD过程可成功将初始质量浓度为100 g/L的NMMO溶液浓缩至467.2 g/L,体系在连续5个浓缩周期共60 h的运行过程中,保持了较好的运行稳定性,对NMMO的截留率始终保持在99.88%以上。所提方法具有良好的技术可行性。     

高强度聚氯乙烯中空纤维膜的制备及其性能

针对溶液相转化法制备的聚氯乙烯(PVC)膜存在强度及通透性能难以同步提高的问题,以MT-I型复合粉为成孔剂,邻苯二甲酸二辛酯为稀释剂,采用螺杆挤出法制备了PVC中空纤维膜,研究了拉伸和萃取过程对纤维膜形貌及结构的影响,并通过水通量、碳素墨水截留率及拉伸强力测试分析了纤维膜的分离性能和力学性能。结果表明:随着拉伸倍数的增加,PVC中空纤维膜的断裂强度增大,断裂伸长率减小;经乙醇萃取后纤维膜表面出现了更多微孔,纤维膜的通透性能提高;当拉伸倍数为3时,纤维膜具有较高通透性和较好的力学性能,水通量为798 L/(m²·h),拉伸断裂强度为17.7 MPa,断裂伸长率为70.67%。     

再生纤维素纳米纤维膜的制备及其蛋白质分离性能

为将纳米纤维膜应用于蛋白质分离处理,用静电纺丝和化学改性方法制备聚丙烯腈/再生纤维素（PAN∕ RC）复合纳米纤维膜,通过扫描电镜、红外光谱、比表面积及孔径分析等对制备的复合纳米纤维膜进行了表征,并将制备的再生纤维素复合纳米纤维膜作为分离层,构建膜分离系统并分离纯化血清白蛋白,通过调节操作压力和过滤时间等影响因素,确定其分离纯化过程的最佳条件。研究结果表明：在操作压力为0.10 MPa、过滤时间为1.5h条件下,再生纤维素复合纳米纤维膜对蛋白质的截留率达到80.04%,膜通量达到1.85L ∕ （m²?min）,与商用聚醚砜超滤膜相比,在截留率差异不大的情况下,膜通量有了数倍的提升;同时再生纤维素复合纳米纤维膜具有优异的重复使用能力,并在使用的过程中保持良好的纳米纤维形态结构。     

Low cross-flow velocity microfiltration of skim milk for removal of bacterial spores

The use of microfiltration membranes in the dairy industry to remove bacterial spores has been applied for some time using the so-called “bactocatch” process. However, these microfiltration units have high energy demands since high linear velocities are required during operation, to avoid problems related to fouling and concentration polarization. In this work, optimization of a backflushing technique combined with reverse asymmetric membranes (‘backshock’ technique) was used to avoid the fouling and concentration polarization problems, allowing the use of low linear velocities and resulting in low-energy costs. In the novel ‘backshock’ technique, the permeate is pressurized during a very short time interval (less than 1 s) and with a frequency around 0.2-1 s⁻¹. The benefit of using a reverse asymmetric membrane is related to the formation of a very open fouling layer just inside the porous support layer and the build-up of a concentration profile of the proteins inside the porous structures. The microfiltration of skim milk using ceramic and polymeric membranes was studied with different membrane structures. The backshock technique, combined with reverse asymmetric membranes of pore size of 0.87 μm, allows the effects of concentration polarization and fouling to be controlled, achieving very high (500 L h⁻¹ m⁻²) and stable fluxes with 100% casein transmission and a high retention of spores (reduction by a factor 10⁴-10⁵) even at low linear velocities (0.5-1 ms⁻¹).     

谷氨酸发酵液微滤处理与脱色研究

中空纤维微孔膜在脱除菌体时,除菌率在99.98%以上,在0.104 MPa下的膜通量为12.9L/m2.h,在0.016MPa下膜通量为4.8L/m2.h,迅速的除掉菌体是抑制酸败的保障。中空纤维微孔膜膜清洗结合内压式和外压式两种方式来使用,可以迅速的提高膜通量,恢复膜污染。利用安捷伦气相色谱仪测定谷氨酸滤液,在180℃恒温、保留时间40min的条件下,各个色谱峰可以很好的分离开,色谱条件符合气质联用仪条件。从气质联用的质谱库中可以鉴定出在谷氨酸上清滤液中含有呋喃甲醛。海泡石、膨润土、粉末炭等可以在原液pH条件下作为脱色剂使用。     

热致相变分离法制备PVDF微孔膜及其性能研究

本以邻苯二甲酸二甲酯（DMP）为稀释剂,聚偏氟乙烯（PVDF）为原料,通过热致相变分离法,制备了PVDF微孔膜。采用扫描电镜（SEM）、差示扫描量热法（DSC）、拉伸压缩材料试验机等手段对PVDF微孔膜的性能及热力学特征进行了表征。结果表明：DMP作为稀释剂时与PVDF有很好的相容性;铸膜液中DMP质量分数由50%增加到80%时,PVDF微孔膜的纯水通量和孔隙率分别由65 L/(m2?h)和34%增加到230 L/(m2?h)和77%,分别增加了135%和254%;而随着铸膜液中DMP含量的上升,PVDF微孔膜的断裂伸长率以及断裂强度都是逐渐下降的;此外,用有机非溶剂处理微孔膜后,膜通量可以提高3~4倍;同时,热力学研究表明当DMP含量不断上升时,PVDF结晶颗粒变得越来越模糊,而且球晶之间的空洞变大,球晶间的结合则更为稀疏,球晶尺寸也呈现出了变小的趋势。     

PVDF膜的性能测定及其在造纸废水处理中的应用

本文将自制聚偏氟乙烯(PVDF)膜与市场商品膜比较,测定了膜的纯水通量和截留率,并将其应用于卫生纸厂和文化纸厂废水处理。试验发现:在室温、及压力为0.2MPa的条件下,自制PVDF膜的纯水通量为54 L/(m2.h),相对于分子量为20000的葡聚糖20的截留率为89.52%;通过测定两种废水过滤后的三项指标(COD、BOD5、SS)发现,自制膜处理效果相对较好。     

OCC制浆造纸废水的膜处理技术研究

运用聚醚砜超滤膜对OCC造纸废水二级生化出水进行了处理,旨在将处理后的出水回用于纸机系统。通过考察废液通量、总固形物去除率、CODcr去除率等指标,得出了OCC废水膜处理的优化工艺,即截留相对分子量1000,压力0.3MPa,温度20℃,转速200rpm,最佳透过比为95%。结果表明,在最佳操作条件下废水的通量为27.6L/（m^2·h）,总固形物（TS）从6.96g/L降低到4.32g/L,CODcr从812mg/L降低到117mg/L,阳离子需求量（CD）从1.7532meq/L降低到0.0158meq/L,色度由2381倍降低到25倍,可满足纸机水回用的要求。