共溶剂对聚酰亚胺气体分离膜结构与性能的影响研究

以一定的比例在聚酰亚胺铸膜液中添加共溶剂,用来改变铸膜液的热力学性质,进而调节非溶剂致相转化(NIPS)法制膜过程中的动力学行为,制备出完整非对称性海绵状结构的气体分离膜。聚酰亚胺铸膜液的溶剂为N-甲基吡咯烷酮,共溶剂为四氢呋喃、1,4-二氧六环及γ-丁内酯中的一种,考察了共溶剂种类及含量对膜结构及气体渗透性能的影响。结果表明:随着铸膜液中共溶剂含量的增加,膜结构中指状孔所占比例不断减少。同时,测试了膜对于N2、CO2的气体渗透性能,以1,4-二氧六环为共溶剂时,P84气体分离膜对上述气体同时具备高选择性与高渗透通量。     

有机溶剂分离膜结构和膜材料设计理论研究

综述现存有机溶剂分离膜的不同结构特点，分析膜结构对溶剂渗透性能的影响．围绕溶剂渗透过程的溶解-扩散机理模型，重点阐述预测溶解性的溶液热力学理论和计算扩散系数的自由体积理论，强调化工热力学理论对新型溶剂分离膜开发的指导作用．在此基础上，提出膜材料和膜结构相互协调，利用物性推算法进行有机溶剂分离膜材料设计的思想．     

碳黑填充PDMS渗透蒸发优先脱醇膜的制备研究

通过碳黑填充有机硅膜的方法,制备了一种新型聚二甲基硅氧烷(PDMS)优先脱醇渗透蒸发分离膜,考察了铸膜液制备、溶剂、碳黑粒径及处理方法和进料温度与膜的渗透蒸发性能之间的关系.结果表明,采用超声分散碳黑和正癸烷溶剂可以制得性能良好的膜.利用热处理过的N110碳黑填充PDMS膜,可以在保持分离因子不变的前提下,使总渗透通量提高到空白膜的两倍以上.碳黑填充PDMS膜总通量随进料温度升高而增加,选择性基本保持不变.     

再生纤维素膜孔性研究EI

用改良型Bruss膜渗透汁,快速、简便地测量了几种再生纤维素多孔膜平均孔半径_,实验结果与文献报导十分吻合。同时研究了平均孔径1～100nm该类膜的孔隙率、溶剂渗透性和耐溶剂性。     

不对称聚乙烯醇缩丁醛超滤膜的形成

采用浸没沉淀相转化法在二甲基乙酰胺(DMAC)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基甲酰胺(DMF)及二甲亚砜(DMSO)等4种溶剂下制备了聚乙烯醇缩丁醛(PVB)超滤膜,铸膜液组成为PVB-溶剂二元体系,水为非溶剂.利用扫描电子显微镜(SEM)观察了PVB膜的表面形貌与断面结构,并对其渗透及分离性能进行了测试,同时着重讨论了PVB膜表面结构的形成机理.结果表明,溶剂种类不仅决定了PVB-溶剂二元体系的热力学稳定性,同时也影响了其成膜过程的动力学效应;PVB膜断面结构受溶剂-非溶剂相互扩散速度的控制,而膜表面形貌则是铸膜液平衡热力学与成膜动力学结合的结果;不同溶剂的PVB超滤膜纯水通量大小的顺序依次为DMSO＞DMAC＞DMF＞NMP,其截留分子量则分别在40 000～50 000道尔顿之间.     

多孔支撑复合气体分离膜的涂层模型及工艺探讨

对以各向同性的高表面孔隙率微孔膜为底膜，涂层起主要分离作用的复合膜进行了探讨。提出了此类复合膜的渗透阻力模型，利用此模型讨论了不同涂层厚度、嵌入率、支撑层表面孔隙率对复合膜氧氮渗透分离性能的影响。以此为基础，在复合膜涂层前，预先使支撑底膜的孔隙内浸涂一种特定的液体后再进行硅橡胶涂层，探讨了预涂液体及涂层液溶剂对复合膜涂层结构、嵌入率的影响，以及对硅橡胶复合膜氧氮渗透分离性能的影响，为在各向同性的高表面孔隙率微孔膜上进行涂层提供了一种工艺思路。     

基于支撑层表面孔结构重构法的正渗透膜的制备与性能研究

支撑层孔隙率是影响复合正渗透膜(TFC FO)水通量的重要因素之一.本研究采用了一种表面孔结构重构法对支撑层进行改性,以调控支撑层的孔隙率,进而提高正渗透膜的水通量.探究了重构剂中溶剂种类(N,N-二甲基甲酰胺(DMF),N,N-二甲基乙酰胺(DMAc),N-甲基吡咯烷酮(NMP))和非溶剂种类(水,乙醇,异丙醇)对FO膜水通量的影响.结果表明,当DMAc为溶剂,水为非溶剂时,制备的FO膜具有较高的水通量.在此基础上,重点研究了重构剂中溶剂与非溶剂的体积比(DMAc/水)以及重构剂与支撑层接触时间对支撑层孔隙率以及FO膜水通量的影响规律.结果表明,随着DMAc/水体积比的增大或接触时间的增加,支撑层孔隙率以及FO膜水通量均表现出先增加后减少的规律;且在DMAc/水体积比为30/70,接触时间为3 s时,支撑层孔隙率达到最大值,制备的FO膜具有最高的水通量.以1 mol/L NaCl为汲取液,去离子水为原料液,膜的活性层朝向原料液(AL-FS)模式下,改性FO膜水通量J_w可达20.06 L/(m~2·h),相比于无改性FO膜增加了50%.     

聚酰胺复合膜的改性及其选择渗透性

非对称性的反渗透(RO)聚酰胺(PA)复合膜可以通过溶剂处理方法改性成为渗透汽化(PV)分离有机物水溶液的均相膜．实验选用了PA良溶剂(甲酸、乙酸、磷酸、盐酸、苯酚)作为PA膜的改性剂．溶剂改性条件(改性剂类型、浓度和处理时问)对改性膜的吸着性有明显影响．用质量分数8％的乙酸处理1h的PA膜，较之未改性膜，优先吸水性增强，对水的溶胀率SW增大，对异丙醇的溶胀率SIPA减小．乙酸处理的PA膜的SW与SIPA差值在所有溶剂处理的膜中最大，相应地PV分离IPA水溶液时，膜的分离因子和渗透通量也最大，处理过程溶剂分子与PA高分子链的接触和PA膜中微囊内高分子链段向外运行，是PA膜结构改变的主要因素．溶剂处理改变了膜的结构的机理能很好地解释非对称性RO膜的改性．     

纳滤系统在粘胶纤维生产中碱液回收的应用

纳滤膜是一种溶剂分子或某些低分子量溶质或低价离子透过的功能性选择性半透膜,我公司将纳滤系统应用于压榨液回收,选择卷式纳滤膜错流过滤方法,在较长时间内维持较高的膜渗透量,有效地降低了膜污染,压液回收率达到40%,净液半纤最低降到5g/L,碱耗明显降低,年利润可达919万元。     

聚丙烯腈基不对称膜相转化过程中孔结构形成研究

采用L-S相转化法制备聚丙烯腈不对称膜,使用光学显微镜测试非溶剂在铸膜液中的扩散速率,结合光穿透实验、扫描电子显微镜及气体渗透性能测试结果,研究相转化过程中溶剂种类、铸膜液浓度及蒸发时间对成膜过程中孔结构形成过程的影响.结果表明:成膜工艺对相转化过程中的孔结构的形成有明显影响.不同溶剂制备的铸膜液其黏度及溶剂与非溶剂溶解度参数差不同,影响非溶剂在铸膜液中扩散系数.增加铸膜液浓度,其黏度增加;延长蒸发时间,膜的致密层厚度增加,二者都使非溶剂在铸膜液中的扩散系数下降,从而影响相转化过程中孔结构的形成.     

溶剂法纤维素膜的制备改性与气体渗透性能

以N-甲基吗啉-N-氧化物（NMMO）为溶剂物理溶解纤维素，是纺织行业中新兴的Lyocell纤维制备过程中采用的溶解方法．本实验室创造性地借鉴此工艺。以NMMO为溶剂制备出新型纤维素膜．本文介绍了纤维素作为膜材料的优点以及溶剂法新型纤维素膜的制备、干燥、改性以及气体渗透性能等．     

凝固浴组分对双凝固浴法制备PVDF膜结构和性能的影响

在内外凝胶浴中添加不同含量的溶剂,采用双凝固浴法制备了PVDF/PVP/DMAc中空纤维膜.通过膜形貌扫描电镜( SEM)表征,纯水水通量和牛血清蛋白(BSA)截留率测试实验,分析评价了凝固浴中溶剂含量对PVDF中空纤维膜结构与性能的影响.结果表明,凝固浴中溶剂含量增大会导致皮层孔隙率增多,而对亚层结构的影响各不相同.膜的纯水渗透通量变化无明显规律性,但BSA截留率保持相对稳定.当内外凝固浴中溶剂体积分数分别为30％和70％时,膜内部大孔发育良好,亚层疏松多孔,水通量分别为270 L/(m2,h)和548 L/(m2·h),显示了良好的渗透性能.     

新型纳米管让渗透能转为电能

近日《科技日报》转发法国国家科研中心2月28日发表的公报说,该机构研究人员日前研发出一种可以将渗透能转换为电能的纳米管,发电功率比当前技术高1000倍.渗透能发电机的工作原理就是在淡水和咸水之间安装半渗透膜,利用渗透作用对渗透膜咸水一侧的压力推动涡轮转动发电(简讯见本刊2012年,32(4):16).当前技术渗透膜的发电功率仅为3 W/m~2,     

三醋酸纤维素正渗透膜制备过程中影响因素的研究

以三醋酸纤维素为膜材料,以1,4-二氧六环和丙酮为溶剂,乳酸为添加剂.采用相转化法制备三醋酸纤维素正渗透膜.研究了不同支撑材料以及膜制备过程中溶剂挥发时间和添加剂的含量对正渗透膜性能的影响.结果表明,在原料液为0.1 mol/L NaCl,汲取液为4 mol/L葡萄糖,原料液面向分离层,室温的测试条件下,采用180目(80 μm)的筛网为支撑体材料,挥发时间为180 s,乳酸含量为6.6%所制备的三醋酸纤维素正渗透膜的水通量为6～7 L/(m2·h),NaCl截留率在95%以上.     

一种新的膜材料——聚苯硫醚

综述了聚苯硫醚 (polyphenylenesulfide简称PPS)的结构、性能和在制膜中的应用 .PPS是一种可在高温下连续使用 ,并拥有可与含氟材料相匹敌的耐酸、碱和有机溶剂的新型高分子工程材料 .用对二氯苯和硫化钠在合适的溶剂中经催化反应生成PPS ,目前已能规模化生产 .由于PPS具有多方面的优良性能 ,可用PPS或改性PPS通过熔融法或相转化法制备中空纤维膜、平板膜或管式膜 ,用于超滤、反渗透、渗透汽化、离子交换膜等 .     

均质纤维素膜的制备及其正渗透性能研究

以纤维素(cellulose)为膜材料,离子液体1-乙基-3甲基咪唑醋酸盐(EMIMAc)为溶剂,水为非溶剂,无纺布作为支撑层,通过相转化法制备了纤维素均质膜。采用红外、X-射线衍射和扫描电子显微镜表征了膜的结构及形貌,考察了该膜的正渗透性能。结果表明:纤维素溶解再生过程中没有发生化学变化,但晶型发生了转变;当原料液为0.6 mol/L的氯化钠水溶液,汲取液为特制的营养液时,所制备的正渗透膜的水通量为3.534 L/(m2·h),截盐率达到99%以上。     

渗透膜结晶法结晶木瓜蛋白酶

用中空纤维微孔疏水膜进行木瓜蛋白酶的渗透膜结晶,研究温度和不同pH的缓冲溶液对木瓜蛋白酶静态渗透膜结晶的影响,优化木瓜蛋白酶渗透膜结晶的结晶条件.通过监控结晶溶液中木瓜蛋白酶浓度随时间的变化,考察沉淀剂和添加剂对结晶过程的影响,并对晶体进行尺寸分布分析.结果表明,对于木瓜蛋白酶的渗透膜结晶,在15～32℃下,以pH 4.7的乙酸盐为缓冲溶液,在沉淀剂(硫酸铵和磷酸钠)质量分数4%时,制备出质量较好的木瓜蛋白酶晶体.添加剂PEG600和PEG4000的加入提高了溶剂跨膜通量,改善了晶体质量.     

PVDF超疏水微孔膜调控研究

提高疏水膜表面的疏水性是降低其应用过程中润湿风险的有效方法.为了便捷有效地调控膜结构从而提高膜的疏水性,采用非溶剂致相分离法,以水作为非溶剂添加剂,希望通过调节初生膜的预蒸发时间这一最便捷的手段,调控膜的结构及疏水性.结果表明,随着预蒸发时间的延长,铸膜液黏度增加,有利于膜表面凝胶化的形成,从而在膜表面构建出均一超疏水结构.当预蒸发时间达到120 s时,膜表面的水接触角达到151.2°,膜的气体渗透通量为40.9 mL/(m~2·s·Pa),透水压力达到65.3 kPa.     

羊毛角蛋白膜的制备及其气体分离性能的研究

研究了羊毛角蛋白膜的制备及其气体分离性能．以角蛋白膜的CO2渗透速率和CO2相对于CH4的分离系数为指标,考察了制膜液中溶剂氨水的浓度、巯基乙酸和戊二醛的加入量对角蛋白膜的气体透过和分离性能的影响．     

羊毛角蛋白膜的制备及其气体分离性能的研究

研究了羊毛角蛋白膜的制备及其气体分离性能.以角蛋白膜的CO2渗透速率和CO2相对于CH4的分离系数为指标,考察了制膜液中溶剂氨水的浓度、巯基乙酸和戊二醛的加入量对角蛋白膜的气体透过和分离性能的影响.