添加HMPA对聚酰胺复合正渗透膜结构和性能的影响

对于聚酰胺TFC-FO膜,可分别通过优化活性分离层和支撑层来获得理想的膜性能,而其中分离层对膜性能的影响尤其重要.因此,本文首先将六甲基磷酰胺(HMPA)作为极性非质子溶剂添加到水相溶液中进行界面聚合以制备TFC-FO膜,并进一步对添加不同浓度HMPA的聚酰胺TFC-FO膜进行结构分析和性能表征,以研究HMPA添加量对膜结构和性能的影响.结果表明,随着HMPA浓度的增加,聚酰胺的交联度呈现先升高后降低的趋势,添加质量分数2.0%时的交联度最大.同时,不同HMPA添加量对膜的微观形貌也有影响,分离层的厚度和粗糙度随着HMPA添加量的增加而增大.此外,研究还发现,膜表面的亲水性受到化学结构和表面形貌共同作用的影响.以1 mol/L的NaCl溶液和去离子水分别作为汲取液和原料液,添加质量分数2.0%HMPA与未添加相比,膜通量提升约60%,且在较高水通量下膜具有较低的盐水比.     

海藻酸钠修饰磁性纳米粒子驱动液及其正渗透分离性能

通过微乳液共混沉淀法制备了海藻酸钠(SA)修饰的Fe_3O_4磁性纳米粒子Fe_3O_4-SA,该粒子具有良好的分散性和磁响应性.采用红外、透射电镜、磁滞回线和热失重等对磁性纳米粒子的结构和性能进行表征,同时对该磁性纳米粒子与去离子水的混合液作为驱动液时的正渗透(FO)分离性能进行了测试.结果表明,SA成功包覆在Fe_3O_4粒子表面,粒子的粒径约为20 nm,80 g/L的Fe_3O_4-SA磁性纳米粒子与去离子水的混合液渗透压达到1 270 mOSM/L,以此混合液作为FO过程的驱动液时,渗透通量可以达到2.04 L/(m~2·h),并且该驱动液具有较低的反向溶质通量,当驱动液质量浓度为80 g/L时,反向溶质通量约为0.04 g/(m~2·h),大大低于NaCl和SA的反向溶质通量,这说明该驱动液具有较好的FO分离性能.     

正渗透膜分离关键技术及其应用进展

<正>渗透是一种新型的膜分离技术,具有能耗低、膜污染小及回收率高等优点,近年来在国际上得到了广泛的关注.本文介绍正渗透膜分离技术的基本原理;综述正渗透膜分离关键技术驱动液与膜材料的最新进展;简述正渗透膜分离技术的最新应用;展望正渗透膜分离技术的重点研究方向.     

非对称复合膜的结构参数及涂复层性能对气体渗透选择性的影响

根据气体渗透的阻力迭加概念,导得致密层中微孔未完全堵实(完全堵实仅是其特例)时一维稳态渗透速率表达式。以H_2和N_2通过表皮层涂复硅橡胶的聚矾非对称复合膜渗透为例,计算和分析了致密层中微孔完全堵实时膜结构参数1_1,1_2和ε对JH_2和αH_2/N_2的影响,及由于部分微孔未堵上产生的对JH_2和αH_2/N_2的影响。并考察了涂层材料的本征选择渗透性对了JH_2和αH_2/N_2的影响。     

不同淀粉原料对淀粉-壳聚糖复合膜性能的影响

目的 研究不同淀粉原料对复合膜性能的影响,为淀粉基膜的原料选择提供参考.方法 选取土豆淀粉、红薯淀粉、绿豆淀粉、豌豆淀粉、木薯淀粉、小麦淀粉等6种常见的市售淀粉为原料,将30 g/L的淀粉溶液和20 g/L的壳聚糖溶液以1:1的体积比混合,再添加一定量甘油为增塑剂,浇铸成膜,测定膜的力学性能和渗透性能.通过X-射线衍射、红外光谱、扫描电镜和接触角等仪器对复合膜的性能和结构进行表征分析.结果 不同淀粉基复合膜间的性能存在较大差异.当土豆淀粉直链质量分数为14％时,复合膜的断裂伸长率和透气性相对最好,断裂伸长率可达55.65％,氧气透过系数为75.52 cm3/(m2·24 h·0.1 MPa);当小麦淀粉支链质量分数为27％时,复合膜的抗拉强度和阻隔性能相对最好,抗拉强度可达14.04 MPa,氧气透过系数为3.31 cm3/(m2·24 h·0.1 MPa),水蒸气透过系数为24.51 g/(m2·24 h).复合膜均为亲水性材料,且各成膜物质之间具有良好的相容性.结论 当淀粉直链质量分数较高时,复合膜的抗拉强度和阻隔性能较好;当淀粉支链质量分数较高时,复合膜的断裂伸长率较好,阻隔性能较差.淀粉原料不同,复合膜材料的特性也不同,可满足产品对包装材料性能的不同需求.     

正渗透浓缩茶料液中茶多酚研究

采用NaCl溶液作为驱动液,考察了不同的驱动液浓度、不同的膜材料对茶料液中茶多酚的浓缩效果,研究了正渗透过程中膜渗透性能(通量)、膜污染状况、膜清洗效果以及浓缩液中茶多酚的保留率.结果表明:正渗透浓缩茶多酚,以NaCl溶液为驱动液,可以获得较为稳定的通量,采用正渗透浓缩荼多酚具有一定的可行性;以PA-4M、CTA-4M、CTA-2.7M浓缩茶料液,在达到10倍的浓缩倍数时,对污染的膜用NaOH(pH=10)进行清洗25 min,其通量恢复率分别为100％、95.9％、96.1％,浓缩液中茶多酚的保留率分别为70％、79.3％、83.8％;采用CTA膜以2.7 mol/L NaCl溶液为驱动液进行浓缩较为合适.     

醋酸纤维素正渗透膜的制备及其性能研究

以醋酸纤维素(CA)作为成膜材料,以聚酯筛网作为支撑材料,利用相转化法制备正渗透膜,考察了正渗透膜制备过程中的影响因素,包括铸膜液中聚合物浓度以及制膜过程中环境湿度、凝胶浴温度及热处理温度对正渗透膜性能(水通量和截盐率)的影响规律。并利用SEM表征了膜表面和断面的形貌。结果表明,在原料液为0.1mol/L NaCl,汲取液为4mol/L葡萄糖,原料液面向分离层,室温的测试条件下,当聚合物浓度为10.4%、在60℃下热处理、凝胶浴温度为15℃、环境湿度为90%时所制备的正渗透膜通量为9.7～10.3L/(m2.h),截盐率在93%以上。     

界面聚合正渗透膜结构参数的调控

<正>渗透过程是以渗透压差为驱动力的膜过程.其中膜的结构参数是决定膜的传质阻力和水通量的关键因素.本文系统介绍了本课题组在调控界面聚合正渗透膜材料结构参数方面的研究进展.利用共混亲水高分子材料调节基膜的亲水性,利用双层刮膜技术调节基膜的孔结构.结果表明利用亲水基膜和具有贯通孔结构的基膜获得FO膜具有更低的膜结构参数,其正渗透性能也更高.     

正渗透的机理

正渗透技术是一种新兴的利用渗透原理的膜分离技术,能自发进行,无需外加压力即可实现,为水资源和环境问题提供了低能耗、高效率的解决途径.近年来正渗透技术在国际上得到了广泛的重视,相关的研究正快速发展.文章详细总结了正渗透机理方面的研究进展,深入分析了正渗透的整个动力学过程,为正渗透膜的设计和制备与驱动溶质的选择和开发提供了理论基础.     

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.     

中空纤维内压纳滤膜的制备

以聚砜(PSF)中空纤维超滤膜为基膜,哌嗪(PIP)为水相单体,均苯三甲酰氯(TMC)为有机相单体,通过界面聚合的方法制备了聚哌嗪酰胺/聚砜中空纤维纳滤膜。研究了PIP、TMC浓度、热处理温度等工艺条件对膜的截留性能的影响,并用扫描电镜(SEM)研究了中空纤维纳滤膜内表面和截面的形貌。所制备中空纤维纳滤膜的水通量约为40L/(m2.h),对无机盐具有良好的选择性(对NaCl和KCl的截留率低于20%,对CuSO4和MgSO4的截留率高于94%)。     

高性能醋酸纤维素正渗透膜的制备

以醋酸纤维素(CA)为正渗透膜成膜材料,以亲水性聚醚砜膜作为支撑材料,利用相转化法制备正渗透膜,考察了正渗透膜制备过程中的影响因素,包括铸膜液中聚合物的浓度、热处理温度、热处理时间及涂膜次数对正渗透膜性能(膜通量和截盐率)的影响。结果表明,当聚合物质量分数为3.57%,热处理温度为60℃,热处理时间为20min,涂膜次数为1次时,所制备的正渗透膜的膜通量为14.8L/(m2·h),截盐率在99.97%以上。     

纳米材料改进传统正渗透膜性能的研究进展

<正>渗透膜是正渗透技术的核心,改进正渗透膜材料性能是正渗透技术发展的必要环节。回顾了正渗透膜的研发历程,总结了传统正渗透膜在结构和性能上的局限性。整理、分析了添加纳米材料对醋酸纤维素正渗透膜、TFC正渗透膜(包括支撑层和分离层)结构和性能的改进效果,重点分析了纳米材料内部和外部"纳米通道"作用对正渗透膜渗透性能的影响,指出纳米材料微观尺寸、结构、取向性以及分散性是影响膜性能的重要因素。最后展望了纳米复合正渗透膜的研发前景和发展方向,为开发新品种正渗透膜提供了参考。     

正渗透结合真空膜蒸馏技术处理页岩气废水研究进展

介绍本课题组利用正渗透技术处理页岩气废水的研究进展,对正渗透膜材料的制备、驱动液的选择和回收等关键问题进行阐述.分别利用界面聚合法和浸入沉淀相分离法制备正渗透膜材料用于页岩气废水处理,并与商业的HTI膜进行比较.结果显示:界面聚合膜具有更高的通量和盐截留率.页岩气废水经絮凝沉淀和超滤等前处理后,通过FO-VMD集成技术得到可饮用的纯净水,同时对驱动液进行回收并循环利用,实现零排放.     

非无纺布支撑反渗透复合膜的制备及其性能研究

经过40多年的发展,反渗透技术成为膜法水处理中发展最为成熟、应用最为广泛的一种,但高性能反渗透膜的研制仍是目前研究的热点之一。借鉴正渗透膜的制备方法,以聚酯筛网为支撑材料制备了非无纺布支撑的反渗透复合膜,研究了不同制备条件对膜性能的影响,并采用扫描电子显微镜对所制备复合膜的表面和断面进行了表征。结果表明,以聚酯筛网为支撑材料,聚砜为底膜聚合物,N,N-二甲基乙酰胺为溶剂,PEG-400为添加剂时,制备的复合膜最佳水通量在38.5L/（m2.h）,NaCl截留率达到99%,明显优于以无纺布为支撑材料的反渗透复合膜的性能。此外,该复合膜在较长时间的运行过程中表现出良好的抗压密能力和耐污染性。     

制备参数对聚醚砜/非织造布复合膜空气过滤性能的影响

聚醚砜(PES)是一种综合性能优良的聚合物成膜材料,熔喷非织造布具有良好的过滤效能并广泛应用于空气的过滤.聚醚砜/非织造布复合膜是以PES膜材、致孔剂聚乙烯吡络烷酮(PVP)和溶剂N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)作为铸膜液并涂覆在熔喷非织造布上,然后转移至凝固浴中成膜.通过控制铸膜液组分的不同比例、凝固浴温度和第一凝固...     

Imparting Outstanding Dispersibility to Nanoscaled 2D COFs for Constructing Organic Solvent Forward Osmosis Membranes

In the context of thin-film nanocomposite membranes with interlayer (TFNi), nanoparticles are deposited uniformly onto the support prior to the formation of the polyamide (PA) layer. The successful implementation of this approach relies on the ability of nanoparticles to meet strict requirements regarding their sizes, dispersibility, and compatibility. Nevertheless, the synthesis of covalent organic frameworks (COFs) that are well-dispersed, uniformly morphological, and exhibit improved affinity to the PA network, while preventing agglomeration, remains a significant challenge. In this work, a simple and efficient method is presented for the synthesis of well-dispersed, uniformly morphological, and amine-functionalized 2D imine-linked COFs regardless of the ligand composition, group type, or framework pore size, by utilizing a polyethyleneimine (PEI) shielded covalent self-assembly strategy. Subsequently, the as-prepared COFs are incorporated into TFNi for the recycling of pharmaceutical synthetic organic solvents. After optimization, the membrane exhibits a high rejection rate and a favorable solvent flux, making it a reliable method for efficient organic recovery and the concentration of active pharmaceutical ingredient (API) from the mother liquor through an organic solvent forward osmosis (OSFO) process. Notably, this study represents the first investigation of the impact of COF nanoparticles in TFNi on OSFO performance.     

抗污染反渗透膜的研究进展

抗污染性能是最近几年水处理工业对反渗透膜提出的新要求,相对于传统的反渗透膜,抗污染反渗透膜的使用可以显著减少反渗透系统的化学药剂使用量和反冲洗频率,延长反渗透膜的使用寿命,节省系统的运行成本.主要介绍了目前市场上的商品化抗污染反渗透膜、相关制膜技术以及抗污染膜的研发趋势.     

反渗透复合膜的发展

本文概述了国外复合膜的研究、演变、进展和改进等,对国内复合膜的发展进行了简单地回顾,最后就复合膜的发展趋势提出了作者的见解,希望对我国复合膜的研究和开发能有所帮助。