聚酯酰胺反渗透膜的耐污染性和耐氯性

采用界面聚合法制备聚酯酰胺反渗透膜,着重考察该膜的耐污染性和耐氯性.实验结果表明,,聚酯酰胺反渗透膜与传统的聚酰胺反渗透膜相比具有更高的耐腐殖酸污染性和耐氯性.对该膜荷电性能、耐腐殖酸污染性、耐氯性能及其作用机理进行了分析.     

反渗透膜耐氯及氯化修复研究进展

活性氯的添加可以有效缓解反渗透膜生物污染的问题,但是也会破坏膜的分离层结构,造成膜选择透过性能的急剧变化.研制耐氯性能良好的芳香聚酰胺反渗透膜能简化预处理和清洗工艺,延长膜使用寿命,降低膜系统运行成本.此外,对氯化降解的反渗透膜进行修复,能恢复膜的分离性能,延长膜使用寿命,同时也能减少废弃反渗透膜对环境的污染.综述了反渗透膜耐氯性能以及氯化修复两方面的研究进展.首先,简要介绍芳香聚酰胺反渗透膜的氯化降解机理及氯化引起的性能变化.其次,从物理保护、纳米材料改性、苯环修饰、酰胺键修饰以及联合多重机制等多方面介绍了目前耐氯反渗透膜的研制手段及方法.再者,简要介绍了几种膜性能修复试剂及其应用.最后,对耐氯膜制备和膜氯化修复的研究方向和发展前景进行了总结与展望.     

中试规模耐氯抗菌海水反渗透膜制备

为解决反渗透膜生物污染和易被氯化问题,开发了中试规模耐氯抗菌海水反渗透膜制备技术。研制了具有二次界面聚合单元的幅宽0.4 m反渗透膜生产线.利用该生产线将海因衍生物聚3-烯丙基-5,5-二甲基海因-共-乙烯基胺引入到膜表面,实现了膜片快速改性.最优条件下,改性膜较未改性膜具有高的选择透过性能和高且可再生的耐氯抗菌性能.利用所制膜卷制了2514型膜元件.测试结果表明,改性膜元件具有高的选择透过性能和可再生的耐氯抗菌性能.利用小型海水淡化装置进行了36天的连续运行考察,结果显示,改性膜元件具有良好的运行稳定性.该研究结果为工业规模耐氯抗菌反渗透膜的制备奠定了基础.     

耐氯性能优良的芳酰胺中空纤维型反渗透膜

从反渗透法的提出到今天,大约经过了40年之久,反渗透法已取得了长足的进步,达到了成熟期。为满足多样化和个性化需求,相继出现了改进型和革新型商品。特别是咸水脱盐和超级纯水制备的反渗透膜,近年来在高性能化方面取得了飞速的进步。然而,在海水或咸水的淡化工业中,膜常用来作活性氯预处理或者维修、管理时的杀菌剂,所以耐氯性是膜应用的重要问题。在免维护的反渗透膜需求日益增长的前提下,日本东洋纺开发了高耐久性、耐氯性、耐细     

溶胶-凝胶法改善芳香聚酰胺反渗透膜的耐氯性

以甲醛为还原剂对芳香聚酰胺反渗透膜进行处理,使酰胺中的N—H转换成N—CH_2OH,以减少活性氯对聚酰胺的进攻位点;然后将膜片与水解后的正硅酸乙酯水溶液单面接触,利用硅羟基Si—OH易与—OH反应的特性,一方面与新生成的N—CH_2OH反应提高其稳定性,另一方面通过自缩聚在膜表面形成耐氯保护层.耐氯试验表明:经10 000 ppmh次氯酸钠溶液(pH 9.0,30℃)浸泡处理后,原始反渗透膜NaCl脱除率下降到93.4%,而经甲醛和0.1 mol/L正硅酸乙酯水溶液处理的改性反渗透膜则仍维持在97.1%,表现出较强的游离氯耐受性.     

耐污染反渗透/纳滤复合膜研究进展

膜污染防控是反渗透(RO)、纳滤膜研究的重要方向,是影响其应用的关键环节。本文总结了常见的反渗透膜污染类型,并对影响反渗透膜污染的关键因素进行分析;并重点综述了目前提高反渗透膜耐污性的方法,包括设计新型关键单体、表面物理改性、表面化学改性及共混改性等方法;最后对耐污染反渗透膜的研究进行了展望。     

磺化聚醚砜复合反渗透膜的制备与性能研究

通过亲核取代反应制备了酚酞型聚醚砜(PES),利用浓硫酸对其磺化后得到了磺化聚醚砜(SPES),并通过核磁光谱对其结构进行了表征.将SPES与一定量的PVA溶解混合后,以聚砜超滤膜为支撑层,采用刷涂法制备了复合反渗透膜(SPES-PVA).扫描电镜照片显示该方法制备的反渗透膜表面平整,而且无缺陷.PVA的加入提高了膜的截盐率以及耐氯性.采用该方法得到的复合反渗透膜具有良好的截盐率和水通量.其中,当PVA的加入量为0.1%时,SPES-PVA-0.1复合反渗透膜对氯化钠的截盐率达到了97.8%,水通量为12.3L/(m2·h).     

含氧化石墨烯混合基质反渗透复合膜的制备及性能研究

以间苯二胺(MPD)为水相单体、均苯三甲酰氯(TMC)为油相单体,氧化石墨烯(GO)作为水相添加物,采用界面聚合法,制备了GO-PA(聚酰胺)/PSF(聚砜)混合基质反渗透复合膜。采用扫描电子显微镜表征了膜形貌,考察了该膜对氯化钠的截留性能及耐氯性。结果表明,聚酰胺反渗透膜填充氧化石墨烯后,其分离性能优于聚酰胺膜,且具有较好的耐氯性。随着氧化石墨烯含量的增加,膜的通量增大,当添加量为0.005%时,膜具有最大通量,为63 L/(m2.h)。     

复合反渗透膜研究进展

概述了高分子复合反渗透膜的发展背景以及国内外在这一领域的研究进展，尤其对抗氯复合反渗透膜、聚乙烯醇膜及对复合反渗透膜的性能优化新方法作了详尽的介绍。     

新型界面聚合法制备高性能聚酰胺反渗透膜

目的 为减缓界面聚合反应速率,使聚合过程可控,以制备结构和性能稳定的反渗透膜.方法 提出一种新的含缓冲层的自由界面聚合工艺(Buffer Layer Free Interfacial Polymerization,BLIP)来实现聚合速率的控制,研究单体浓度和反应时间对BLIP膜结构和性能的影响,选用硫酸钠(Na2SO4)和氯化钠(NaCl)测试BLIP膜的脱盐性和耐氯性.结果 当间苯二甲胺(m-xylylenediamine,m-XDA)与均苯三甲酰氯(trimesoyl chloride,TMC)质量分数分别为0.6％,0.3％时,BLIP膜对硫酸钠(Na2SO4)和氯化钠(NaCl)的脱盐率最佳,分别为92.55％,83.99％,水通量分别为8.30,9.15 L/(m2·h).当膜在活性氯浓度为l g/L的NaClO溶液中浸泡12h后,Na2SO4和NaCl的脱盐率均保持在72％以上.结论 添加缓冲层提高了TMC在油相的分散均匀性,减缓了界面聚合速率,显著提高了BLIP膜的性能.文中提出了一种新颖、节能、简单的反渗透膜制备工艺,为促进界面聚合工艺的发展提供了新的思路.     

新型反渗透膜的研究进展

反渗透膜的发展推动了水处理技术的进步,自从聚酰胺膜诞生,反渗透膜的发展处于瓶颈阶段,而寻求新型膜材料的研究也在进行中.文章从无机膜、杂化膜及新型有机膜三个方向叙述了近年来反渗透膜的研究状况,归纳了各种类型反渗透膜的分离性能,应用前景及存在问题,为反渗透膜的发展提供了参考依据.     

Tip and inner walls modification of single-walled carbon nanotubes (3.5 nm diameter) and preparation of polyamide/modified CNT nanocomposite reverse osmosis membrane

To enhance the water flux and salt rejection of reverse osmosis membranes, thin film nanocomposite reverse osmosis membranes were prepared by incorporating functionalised single-walled carbon nanotubes (SWNTs). The functionalised SWNTs were obtained by chemical process such as mixed acid oxidation and substitution reaction. The SWNTs were characterised by HRTEM, FTIR, TGA, Raman spectra, UV-Vis and XPS, etc. The surface morphology and structure of membrane were characterised by SEM and contact angle measurement, respectively. The results showed that carboxyl, acyl, amide and amine were successfully grafted on the tip and inner wall of the single-walled carbon nanotubes. The dispersity of the functionalised SWNTs in water was tested, indicating a good hydrophilic property. The polyamide/modified CNT nanocomposite reverse osmosis membrane was prepared. Compared with the bare polyamide membrane, the SWNT-polyamide thin film nanocomposite membranes showed higher property in hydrophilic surface and its water flux, as along with salt rejection, improved dramatically. The experimental results revealed that the modified SWNTs (especially those containing hydrophilic groups such as carboxyl groups and amino groups) well dispersed in the polyamide thin film layer, and hence improved the water permeation, and the salt rejection.     

醋酸纤维素类渗透功能膜的研究进展

随着膜法水处理技术的迅猛发展,对渗透功能膜制备及应用技术的要求日益提高。与常规渗透膜制备所采用的主流膜材料聚酰胺相比,醋酸纤维素(CA)及其衍生物由于兼具无可比拟的资源优势和独特的耐氧化性等优势而备受关注。围绕醋酸纤维素类渗透膜在纳滤、反渗透和正渗透等领域的应用,简要介绍了该类膜材料的制备方法和改性方法,回顾了其在海水淡化、油水分离、重金属脱除、手性分离等领域的应用进展,并在分析醋酸纤维素类渗透膜产品在应用领域的技术和性能优势的基础上,指出了醋酸纤维素类渗透膜进一步发展需要重点关注的研究方向。     

中空纤维反渗透复合膜的制备及分离性能研究

通过间苯二胺水溶液和均苯三甲酰氯的正己烷溶液的界面缩聚反应,以聚砜中空纤维超滤膜为基膜,制备了聚芳香酰胺反渗透复合膜.用扫描电镜对复合膜的表面及断面进行表征,探索了复合膜在不同操作条件以及进液性质下的分离性能.研究结果表明:中空纤维反渗透复合膜具有良好的耐压密性和稳定性,在0.7MPa下具有良好的分离性能.此复合膜对NaCl、KCl、CaCl2、MgCl2、MgSO4、Na2SO4等无机盐水溶液的脱盐率不低于93.5%,通量大于21L/(m2·h);对天津市大港、小站两地的苦成水具有优异的淡化性能;对天津市自来水中的盐分也有良好的去除率.     

正渗透过程参数对渗透性能的影响

正渗透是新的非热能驱动膜过程。采用界面聚合的方法制备了中空纤维复合膜。以Na2SO4、MgSO4、NaCl和Mg-Cl2水溶液作为驱动液进行了正渗透实验。实验表明,正渗透通量随着驱动液浓度的增加而增加,其中Na2SO4、MgCl2水溶液的渗透通量大于MgSO4、NaCl水溶液的。驱动液中无机盐向原水中扩散的渗透速率随无机盐浓度的增加而增加,且MgCl2>NaCl>Na2SO4>MgSO4。原水流速对正渗透通量的影响极小,而驱动液流速对正渗透通量的影响较大。     

反渗透复合膜技术进展和展望

简要介绍反渗透复合膜的发展现状和趋势.自1978年全芳香族聚酰胺复合膜的成功及其产业化,大大地促进了膜科技和海水淡化的发展,膜的品种不断增多,膜的性能不断提高,低压、超低压、极低压、高脱盐率、高通量、耐污染和抗氧化等一系列的各种复合膜相继进入市场.文章简述了膜材料的选择、传递机理(如:溶解扩散模型、优先吸附-毛细孔流动模型、氢键传递和水与离子通道等)、新的功能单体合成、支撑膜的改进、界面聚合的参数调控和后处理、有机-纳米无机粒子杂化、水通道和离子通道的建立和仿生等的研究进展和发展趋势.     

纳滤膜系统优化设计模式探讨

纳滤膜技术在水处理领域中的规模化应用正在受到广泛关注.而纳滤膜的筛选与膜系统的优化设计是应用过程中首要解决的关键问题之一.由于纳滤膜种类繁多、对溶质截留范围宽、分离机理复杂等多变因素决定了纳滤膜系统应该采用多元化的设计模式,而不是简单模拟反渗透膜系统.选择NF270芳香族聚酰胺材料纳滤膜为例,论述了不同类型的无机盐溶液在不同压力、流量、盐度、温度、pH值等条件下,浓差极化因子对商品化纳滤膜性能的影响;并与反渗透膜性能变化规律和系统设计进行对比,给出了此类纳滤膜在一定盐度进水条件下的合理化设计建议:1)设计压力与进水盐度无关;2)系统回收率与流程长度无关;3)盐的截留率只取决于系统收率.试图为纳滤膜选择及纳滤膜系统设计新模式提供理论依据,并为提出完整的纳滤膜系统设计新模式做出初步的探索.     

反渗透膜分离技术的创新性进展

水是地球上不可替代的宝贵的自然资源,是人类赖以生存和生产的不可缺少的基本物质.当前缺水已成为世界性问题,成为制约社会进步和经济发展的瓶颈,解决水资源的供需矛盾,对我国的可持续发展是非常迫切的和重要的.用海水淡化技术向大海要淡水,是自古以来人们所梦寐以求的,现在已变为现实,其中反渗透法海水淡化发展最为迅速,不仅技术上完全可行,而且在许多情况下是最经济的选择.简述了自上世纪50年代以来反渗透法海水淡化(SWRO)的提出和发展概况;重点介绍了反渗透不对称膜和复合膜的发展,特别是复合膜品种的不断增多与性能的不断改进和提高;中空纤维和卷式反渗透膜组器技术的创新,特别是卷式反渗透膜组器的设计和制备技术的改进及组器的性能提高和大型化;效率不断提高的高压泵和能量回收装置,特别是能量回收装置结构形式的不断改进和能量回收效率的不断提高;实用于不同要求的各种SWRO工艺,如二级海水淡化工艺、一级海水淡化工艺、高压一级海水淡化工艺、高效两段海水淡化工艺、SWRO与纳滤(NF)、与多级闪蒸(MSF)或多效(MED)集成的海水淡化工艺以及微滤(MF)或超滤(UF)作为预处理等,另外,简述了大型反渗透法海水淡化厂对环境的影响,如与能耗相关的CO2的排放、浓海水排海、占地、噪音和景观等;最后对反渗透技术的延伸进行了简介.     

巯基接枝氧化石墨烯/聚酰胺复合膜制备及反渗透脱盐性能

反渗透膜技术作为脱盐的核心技术,在海水和苦咸水淡化、超纯水制备、污水回水等领域具有广泛应用前景,但其渗透性-选择性之间的 “trade-off” 效应仍是限制反渗透技术发展的一大挑战。本研究将表面功能化(接枝巯基官能团)的氧化石墨烯(GO)掺入间苯二胺水相溶液中,通过水相间苯二胺和有机相均苯三甲酰氯界面聚合的方法制备出巯基接枝氧化石墨烯(GO-SH)/聚酰胺(PA)反渗透复合膜。利用TEM、SEM、EDS、FTIR和NMR对接枝后粉体进行表征,利用2 g·L?1 NaCl水溶液测试膜的脱盐性能,优化了界面聚合水相pH和反应时间的设定。研究结果表明,GO-SH能够更均匀地分散在PA中,优化后的pH为11,反应时间为4 min,当改性后粉体含量为0.09wt%时,复合膜水通量可达48 L·m?2·h?1,脱盐率达到99.6%,相较于本实验接枝前纳米材料复合的PA膜分别提高了30% 和2.54%。表面功能化的GO有效地解决了无机纳米粒子和有机聚合物的相容性,提高膜脱盐性能,有望进一步降低反渗透项目的运行成本。