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...     

海水淡化反渗透耐氯膜材料的研究与制备进展

反渗透是重要的海水淡化技术,本文针对反渗透膜易被水中活性氯破坏导致性能下降的问题,介绍了聚酰胺反渗透膜氯化降解理论,并深入探讨了国内外对耐氯反渗透膜材料的研究与开发现状,讨论了耐氯反渗透膜的研究方向和发展前景。     

改性石墨烯材料掺杂聚酰亚胺制备混合基质膜分离CO2/N2

海洋石油生产平台日常产生大量CO_2温室气体,对其进行分离捕集并回注地层,可有效改善原油流动性,提高原油产收率,产生可观的经济效益及环保社会效益.聚酰亚胺(PI)是目前最具有应用价值的气体分离膜材料,因受Robeson上限的限制,很难同时满足高渗透系数和高选择性的要求.使用氧化石墨烯(GO)和还原氧化石墨烯(rGO)对聚酰亚胺进行掺杂制备混合基质膜,进行了CO_2/N_2气体分离的实验研究.结果表明,制备的氧化石墨烯掺杂的聚酰亚胺混合基质膜(PI-GO)和还原氧化石墨烯掺杂的聚酰亚胺混合基质膜(PI-rGO)相比于纯聚酰亚胺膜,分离性能明显提升;对比混合气干湿态气体渗透性能,混合气湿态时PI-rGO膜的渗透系数和分离因子分别上升了13.52%和24.34%.     

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.     

磺化氧化石墨烯/聚砜复合膜的制备及抗污染性能

采用浸没沉淀-相转化法制备了磺化氧化石墨烯/聚砜（SGO/PSf）复合膜,对SGO/PSf复合膜的亲水性、纯水通量、孔隙率、表面Zeta电位、膜断面和表面形貌进行测定。为了分析SGO/PSf复合膜的抗污染性能,采用自制牛血清白蛋白（BSA）探针,借助原子力显微镜（AFM）测定了SGO/PSf复合膜与BSA之间的黏附力。结果表明,由于SGO与聚乙烯吡咯烷酮（PVP）的协同作用,SGO含量为0.5wt%的SGO/PSf复合膜的表面自由能最大（114.47 mJ/m2）,亲水性最好,对BSA的截留率为97.5%,污染恢复率达到80.06%。BSA与SGO含量为0.5wt%的SGO/PSf复合膜之间的黏附力最小（-0.61 mN/m）,说明SGO含量为0.5wt%的SGO/PSf复合膜的抗污染能力最强。      

氧化石墨烯表面改性正渗透膜制备及其抗污染性能

利用化学偶联的方式将氧化石墨烯(GO)接枝到聚酰胺复合正渗透(TFC-FO)膜表面,成功制备出一种新型GO改性TFC-FO膜.通过扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、接触角测量仪、傅里叶变换红外光谱仪(AIR-FTIR)和固体表面Zeta电位分析仪等表征手段,证明GO成功接枝到膜表面,并通过接枝改性降低了膜面粗糙度,增加了亲水性,并增强了荷负电性.然后,采用去离子水和4 mol/L氯化钠溶液作为进料液和汲取液,进行清水渗透实验,同时选取200 mg/L海藻酸钠为特征污染物进行污染实验.渗透和污染实验结果表明,与未改性的TFC-FO膜相比,GO接枝处理使得改性TFC-FO膜的选择性和抗有机污染能力增强,且在长期污染实验中显示出明显的优势.膜表面污染层的SEM和激光共聚焦显微镜(CLSM)表征结果进一步验证了GO接枝改性确实提升了TFC-FO膜的抗有机污染性能.本研究为TFC-FO膜通过表面改性提升抗有机污染能力提供了一个新思路.     

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。     

Pebax/SAPO-34混合基质膜的制备及性能研究

选用Pebax1657和SAPO-34为膜材料,分别采用醋酸和1-丁醇为溶剂,通过流延法制备Pebax/SAPO-34混合基质膜(MMMs).研究发现,溶剂能显著地影响膜的结构形态以及渗透性能.纯Pebax膜的气体渗透系数受溶剂的影响较大,而选择性受溶剂影响不大.对于分子筛含量较高(质量分数33%)的MMMs,以1-丁醇为溶剂时,分子筛的分散均匀程度更高,但就材料的成膜性而言,醋酸为溶剂时更好.MMMs中气体渗透系数的变化是结晶度、扩散曲度、链段运动能力和膜形态等因素的共同作用的结果.醋酸为溶剂时,由于相分离的发生,气体的渗透系数出现突跃,最大提高到纯Pebax膜的3倍.1-丁醇为溶剂时,除H2外,气体渗透系数先出现一定程度的提高,而后由于受到链段僵化以及扩散曲度的影响而降低.     

氧化石墨烯-酚醛树脂薄膜的制备及性能研究

采用化学分散法大量制备氧化石墨烯,并采用直接共混法制备氧化石墨烯/酚醛树脂纳米复合材料.通过AFM、SEM、FT-IR、TG等对其进行表征,结果表明,氧化石墨烯完全剥离,并在基体中分散均匀,而且两者界面相容性好,提高了复合材料的热稳定性.通过高温热处理使复合材料薄膜在兼顾形貌的同时实现导电,当氧化石墨烯含量为2%(质量分数)时,其导电率为96.23S/cm.     

对芳香聚酰胺海水反渗透复合膜元件高压测试系统的修正

以简便实用的公式，介绍了芳香聚酰胺海水反渗透复合膜元件在非标准条件下的膜指标Fa(T,Cf,p,Y)与标准测试条件下的膜指标Fs(25℃，32000mg/L,5500kPa,8%）的相互关系。     

TiO2/聚酰胺反渗透复合膜的制备及表征

以钛酸四丁酯为原料,在水/丁醇界面区进行水解,制备了锐钛矿型TiO2。分别将不同量的TiO2分散在水相或油相中,以界面聚合方法制备了TiO2/聚酰胺反渗透复合膜,研究了TiO2含量对所制备复合膜结构和分离性能的影响。SEM图谱结果表明,当TiO2添加到水相中时,其同时存在于聚酰胺复合膜皮层的底层以及聚砜基膜的指状孔道中;当TiO2添加到油相中时,复合膜表面结构致密,峰谷结构明显,可看到在膜皮层的表面有TiO2存在。膜分离性能的研究结果表明,与TiO2添加在水相中相比,TiO2添加在油相中能更好地提高膜分离性能。膜抑菌性能研究表明TiO2/聚酰胺反渗透膜在紫外光照下对大肠杆菌表现出良好的杀灭性能。     

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．     

反渗透复合膜最新研究进展

反渗透膜在海水淡化、超纯水制备、污水处理、制药及生物技术等领域得到了广泛应用.目前,最成功的反渗透膜是通过界面聚合方法制备的以交联聚酰胺为分离皮层的复合膜.交联聚酰胺皮层的结构和性质对最终反渗透膜的分离性能起关键作用.本文简要介绍了界面聚合复合膜的形成过程和结构、新型界面聚合功能单体、界面聚合反应添加剂、纳米杂化反渗透复合膜、高耐氯氧化性反渗透膜,以及反渗透复合膜表征方法创新等方面的研究进展和发展趋势.     

离散元件与管路参数的反渗透系统数学模型

分析了反渗透元件的性能参数差异及管路的结构参数差异对于反渗透系统运行工况的影响.提出了表征两项参数差异的系统数学模型,并介绍了运用该模型得出的部分系统运行规律.     

PAA-PSF交联复合膜的制备及对低浓度有机醇水溶液反渗透分离性能研究

进行了ＰＡＡ（ＰｏｌｙａｃｒｙｌｉｃＡｃｉｄ）－ＰＳＦ（Ｐｏｌｙｓｕｌｆｏｎｅ）交联复合膜的制备，研究了交联剂、添加剂对膜性能的影响，并通过扫描电镜观察了膜的断面结构．研究了ＰＡＡ－ＰＳＦ交联复合膜对低浓度有机醇类水溶液反渗透分离性能．发现对于１０００×１０－６乙醇水溶液截留率达到６６．２％，透过流束可达０．９×１０－６（ｍ３·ｍ－２·ｓ－１）．随醇的分子量的增加，截留率不断上升，对戊醇的截留率达９４．３％，而透过流束则保持相对稳定．对不同结构醇类的分离性能研究表明，截留率存在有：ｔｅｒｔ－＞ｓｅｃ－＞ｉｓｏ－＞ｎ－的规律．     

聚酰亚胺膜溶剂体系的筛选及其作用

采用一种新型的可溶性聚酰亚胺ODPA-BAPP为膜材料,分别用溶度参数法和黏度法对溶剂进行了筛选,然后选定N-甲基吡咯烷酮(NMP)作为溶剂,分别采用挥发性强的四氢呋喃、丙酮、乙醚作为第二溶剂(共溶剂),讨论了它们对成膜过程中的凝胶速率及形成的膜表面形貌的影响.实验结果表明:(1)NMP对ODPA-BAPP的溶解性最好;(2)第二溶剂的挥发性能越好,浇铸膜时的凝胶速率就越慢,就越利于形成表面致密结构的膜.     

超声波在线监测卷式反渗透膜污染及清洗

应用超声时域反射法和信号拟合及量化模型在线监测卷式反渗透膜元件污染及清洗过程.实验采用三个2.25 MHz高频聚焦探头和商业卷式反渗透膜组件,污染液为1.0 g/L硫酸钙.清洗阶段包括纯水冲洗、浸洗与酸洗三部分.结果表明,超声信号能够穿透组件外壳而进入多层膜结构.观察发现随膜表面污染物沉积而超声信号发生系列有序变化.此外,随膜表面污染物沉积、结构变化以及污染层形成,声强不断减小至最低,后期趋于稳定.研究还发现,沿进料液流动方向,信号变化诱导期趋于变短,而且,污染物优先靠近出口处沉积;越靠近料液出口,信号变化幅度越大,污染越严重.这是由于沿轴向不断加剧的浓差极化所致.在清洗阶段,随着膜通量恢复超声信号变化表现出一致性.