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.     

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。     

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。     

三醋酸纤维素正渗透膜用于大豆低聚糖浓缩的研究

<正>渗透(FO)过程是近些年发展起来的一种新型渗透驱动膜分离过程,它具有低能耗、高分离、低膜污染、常温常压下运行等优点,使其在诸多领域,特别在浓缩领域中有着很好的应用前景.通过相转化法制备三醋酸纤维素(CTA)正渗透膜,采用此正渗透膜对大豆低聚糖进行了浓缩,并研究了浓缩过程中膜的污染及清洗.结果表明,所制备CTA正渗透膜以去离子水为原料液,0.1mol/L NaCl为汲取液时的水通量为13.6L/(m2·h),对NaCl的截留率为94%~99%.在用于浓缩大豆低聚糖的过程中,累计浓缩150min,膜水通量由12.0L/(m2·h)降低到5.9L/(m2·h),总可溶物从1.0°Brix上升到8.0°Brix.在浓缩过程中正渗透膜表现出污染轻,易清洗等优点.     

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．     

PDMS-b-PPO非对称渗透汽化膜对乙醇/水的分离性能

以聚二甲基硅氧烷聚苯醚(PDMS-PPO)嵌段共聚物为膜材料,正丁醇为添加剂,氯仿为溶剂,采用凝胶溶胶法制备非对称渗透汽化膜,利用扫描电镜和能谱仪对膜进行形貌表征及元素分析.研究了铸膜液浓度、膜后侧压力、进料液流速对乙醇/水混合物渗透汽化分离性能的影响.结果表明,随着铸膜液中嵌段共聚物质量分数的增大,非对称膜的分离因子和渗透通量呈先上升后下降的趋势;随着膜后侧压力的增加,分离因子呈上升趋势,而渗透通量下降较快;随着料液流速的提高,分离因子先上升后下降,而渗透通量呈减小的趋势.以嵌段共聚物质量分数为11%制备的非对称膜,在进料液乙醇含量(质量分数)5%、温度60℃、膜后侧压力10kPa、料液流速0.267L/min时,膜的渗透通量为850.7g/(m2.h),分离因子为8.78.实验表明,PDMS-b-PPO非对称膜对乙醇具有优先选择性,并有较高的渗透通量.     

陶瓷基金属有机框架MOF-801膜的制备及其性能

正渗透膜在分离领域方面展示出独特优势，发展高稳定的新型正渗透膜具有重要意义.提出了纳米晶种原位播种结合二次生长的制膜策略，制备了共生良好、高稳定的陶瓷基金属有机框架MOF-801纳米孔膜，采用扫描电镜(SEM),X射线衍射(XRD)和红外光谱对膜的形貌和结构进行分析表征，初步考察了以去离子水为进料液，1 mol/L NaCl溶液为汲取液条件下膜的正渗透性能.结果表明，在正渗透模式下，陶瓷基MOF-801膜不仅表现出高的水通量[13.9 L/(m²·h)],而且具有较低的比盐通量(0.61 g/L);在连续运行过程中，MOF-801膜渗透性能保持稳定.     

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.     

相转化条件对纤维素膜结构与性能的影响及机理EI北大核心

采用相转化法制备纤维素膜,通过考察转化成膜的条件——成膜液的种类、浓度、黏度,凝固浴浓度、温度等对纤维素膜结构和性能的影响,深入研究了纤维素膜的相转化成膜机理。研究表明,天然植物纤维素成膜过程依赖于扩散动力学,相平衡的浓度差。成膜液中的溶剂与凝固液非溶剂的扩散速度很大程度上决定了膜的结构和性能。成膜液自身的种类、浓度以及凝固液的条件也都会影响成膜后的结构与性能。     

相转化条件对纤维素膜结构与性能的影响及机理

采用相转化法制备纤维素膜,通过考察转化成膜的条件——成膜液的种类、浓度、黏度,凝固浴浓度、温度等对纤维素膜结构和性能的影响,深入研究了纤维素膜的相转化成膜机理。研究表明,天然植物纤维素成膜过程依赖于扩散动力学,相平衡的浓度差。成膜液中的溶剂与凝固液非溶剂的扩散速度很大程度上决定了膜的结构和性能。成膜液自身的种类、浓度以及凝固液的条件也都会影响成膜后的结构与性能。     

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。     

Investigating the performance of ammonium sulphate draw solution in fertilizer drawn forward osmosis process

This work investigated the performance of ammonium sulphate as a draw solution in a fertilizer drawn forward osmosis (FDFO) desalination process using thin-film composite (TFC) membrane. Performance has been assessed by the water flux, reverse permeation and the forward rejection of the feed solutes. A logarithmic relation has been determined between flux and ammonium sulphate concentration. As water flux increased, the specific reverse solute flux (SRSF) of NH₄ ⁺ and SO₄ ^2? ions dropped, which is a favourable condition. Reverse permeation values obtained at flux less than 10 L/m²/h are significantly higher than that for flux more than 10 L/m²/h. Thus, it is recommended to operate the process at a flux higher than 10 L/m²/h to avoid loss of draw solute by reverse permeation. SRSF was almost constant irrespective of ammonium sulphate concentration. TFC membrane used in this study exhibited high rejection of feed solution ions for almost all draw solution concentrations except when operated at low ammonium sulphate concentration and high feed solution concentration. In conclusion, ammonium sulphate is an efficient draw solution for FDFO process when run at water flux more than 10 L/m²/h exhibiting high osmotic pressure, low reverse solute permeation and high rejection of feed solute.     

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。      

应用膜技术精制水溶性染料

采用CA卷式纳滤膜进行了NT染料水溶液脱盐和浓缩的过程研究 .在 1.8MPa压力下经膜过程处理后 ,NT染料水溶液中的NaCl浓度从 1.0 5mol/L降到 0 .0 4 9mol/L以下 ,NT浓度浓缩到 0 .2 5mol/L以上 ,NT成份的平均截留率达 99 8% .在经较长时间连续运转后 ,膜元件仍然具有良好的抗污染能力 ,但是当NT组份浓缩到 0 .3mol/L左右时 ,可能会在膜表面形成凝胶层 ,使得渗透流率异常下降 ,NaCl的截留率上升 .工艺生产表明 ,该卷式纳滤膜用于NT染料的脱盐浓缩是可行的     

丝朊上接枝聚丙烯腈和聚丙烯酰胺复合过滤膜的性能

以高浓度ZnCl₂水溶液为溶剂,采用氧化-还原引发体系,在丝朊（SF）上接枝丙烯腈（AN）和丙烯酰胺（AM）得到铸膜液,以水为凝固浴制备SF上接枝聚丙烯腈-聚丙烯酰胺（SF-g-P（AN-co-AM））复合过滤膜。通过SEM、TG和水接触角对SF-g-P（AN-co-AM）复合过滤膜进行表征,研究了其力学性能、分离性能和抗污染性能。结果表明,随着AM添加量的增加,SF-g-P（AN-co-AM）过滤膜的断裂强度逐渐增加,通量逐渐减少。当AM用量为0.5 g时,SF-g-P（AN-co-AM）复合过滤膜的断裂强度达到1.4 MPa,在0.1 MPa压力下,水通量为35 L/（m2h）。该过滤膜具有良好的分离性能,对0.03 g/L刚果红（M_w=696.68）溶液的截留率达到99%。SF-g-P（AN-co-AM）复合过滤膜具有良好的抗污染性能,未经清洗条件下,三次纯水和牛血清白蛋白溶液循环过滤后,通量恢复率还能达到94.4%。      

内部热能回收式多效膜蒸馏用于海水淡化及浓盐水深度浓缩

利用自制的具有高效内部热量回收功能的多效膜蒸馏组件对不同浓度的氯化钠水溶液进行浓缩研究.考察进料温度、浓度、流速对膜通量、造水比和脱盐率的影响.实验结果表明,料液加热温度T3升高时膜通量和造水比随之明显增加,而脱盐率保持不变;料液流速增加使膜通量增加,而造水比随之降低,脱盐率几乎不受影响;随着料液浓度的增加,膜的通量和造水比逐渐降低,脱盐率略微减小但影响很小.当料液中氯化钠浓度较低时,该过程的最大膜通量为6.8L/(m2·h),造水比为12.5;当料液中氯化钠浓度大于15％时,膜通量为5.2 L/(m2·h),造水比为6.2,脱盐率可达99.99％.实验结果表明,多效膜蒸馏技术可有效应用于海水淡化及常规海水淡化过程,例如反渗透和多效蒸发过程所副产浓盐水的深度浓缩和淡水生产.     

5-异氰酸酯异肽酰氯/ZnO/超支化聚酰胺纳滤膜的制备及性能EI北大核心CSCD

为获得大通量抗污染纳滤膜,通过5-异氰酸酯异肽酰氯(ICIC)与超支化聚酰胺(HBPA)在聚丙烯腈(PAN)超滤膜表面的界面聚合反应,将纳米氧化锌引入聚酰胺分离层制备ICIC/ZnO/HBPA纳滤膜。扫描电镜(SEM),X射线能谱分析证实ZnO的存在;接触角测试结果显示,引入ZnO后膜表面亲水性增强,最小接触角为22.7°。与未加ZnO相比,加入ZnO的膜通量增大了约2.6倍,为102 L·m^-2·h^-1,且对NaCl,MgCl 2,Na2SO4和MgSO4的截留率提高。随着ZnO用量的增加,膜对大肠杆菌抑菌性增强。适当增大单体含量或延长界面聚合时间有利于提高膜对无机盐的截留率,但截留率顺序发生变化。当HBPA含量为0.8%(质量分数,下同)、ICIC含量为0.1%、ZnO用量为0.02 g、反应时间为10 min时,制备的纳滤膜对NaCl,MgCl2,Na2SO4和MgSO 4的截留率分别为60.8%,96.4%,95.1%,96.7%,通量分别达到53,54.7,53.7 L·m^-2·h^-1和54.7 L·m^-2·h^-1。     

聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯复合纳滤膜的制备

以AIBN为引发剂,采用本体聚合的方法制备了聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯(PDMAEMA),并采用中空纤维超滤膜技术滤除PDMAEMA水溶液中的低聚物和未反应的单体.以聚砜(PSf)超滤膜为基膜,以所精制的PDMAEMA为水相涂层液,以对二氯苄的正庚烷溶液为有机交联剂,利用界面聚合的方法制备了PDMAEMA/PSf荷正电复合纳滤膜.实验重点研究了PSf基膜和单体浓度、水相pH值及浸涂时间、水相沥干时间、交联反应时间等条件对所制备纳滤膜分离性能的影响,确定了较优的制膜条件.所制备的荷正电纳滤膜对1g/LMgSO4水溶液(0.8MPa,30℃)的截留率为86.7%,水通量为8.4L/(m2.h).     

Engineering a High-Selectivity PVDF Hollow-Fiber Membrane for Cesium Removal

In this study, a copper ferrocyanide/silica/polyvinylidene fluoride (CuFC/SiO₂/PVDF) hollow-fiber composite membrane was successfully synthesized through a facile and effective crosslinking strategy. The PVDF hollow-fiber membrane with embedded SiO₂ was used to fix the dispersion of CuFC nanoparticles for cesium (Cs) removal. The surface morphology and chemical composition of the composite membrane were analyzed using scanning electron microscopy and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The composite membrane showed a high Cs rejection rate and membrane flux at the three layers of CuFC and 0.5% SiO₂, and its Cs rejection rate was not affected by variation in the pH (pH = 4–10). The modified membrane could be effectively regenerated many times using ammonium nitrate (NH₄NO₃). The Cs selectivity performance was verified by an efficient Cs rejection rate (76.25% and 88.67% in 8 h) in a solution of 100 μg·L⁻¹ of Cs with 1 mmol·L⁻¹ of competing cations (K⁺ and Na⁺). The CuFC/SiO₂/PVDF hollow-fiber composite membrane showed a particularly superior removal performance (greater than 90%) in natural surface water and simulated water with a low Cs concentration. Therefore, the CuFC/SiO₂/PVDF hollow-fiber composite membrane can be used directly in engineering applications for the remediation of radioactive Cs-contaminated water.