聚砜管式超滤膜的制备及其结构性能研究

采用浸没相沉淀法制备聚砜(PSF)管式超滤膜。以纯水通量、卵清蛋白截留率、扫描电镜表征膜的结构和性能,考察了PSF含量、凝固浴温度和组成、添加剂种类和含量对PSF管式膜成膜性能及结构的影响。结果表明,凝固浴温度升高、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)含量增加、PEG-400含量增加,都可以使膜的水通量增加、截留率降低;而凝固浴中添加溶剂二甲基乙酰胺(DMAc)、铸膜液中PSF含量的增加,都可以使膜的通量减小,截留率升高。     

高溶剂含量第1凝固浴停留时间对PVDF膜结构和性能的影响

以聚偏氟乙烯(PVDF)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、二甲基乙酰胺(DMAc)为铸膜液体系,采用高含量溶剂DMAc水溶液作为第1凝固浴,水为第2凝固浴组成的双凝固浴制备PVDF中空纤维膜.通过扫描电镜(SEM)形貌观察,纯水水通量和BSA截留率测试,探讨了第1凝固浴停留时间对PVDF-PVP中空纤维膜性能与结构的影响.结果表明,随着膜丝在高溶剂含量第1凝固浴中停留时间从0变化至10s,膜丝纯水通量在2s时下降,之后持续增加,而BSA截留率不断降低.SEM显示随停留时间延长,膜表面孔隙率增加,亚层指状孔增多,大孔孔径增大,亚层海绵结构变得疏松.在停留时间为10s时,膜水通量达315 L·m-2.h-1,BSA截留率86％,可做为制备高通量PVDF超滤膜的最佳成形条件.     

聚砜纳滤膜的制备

研究聚砜纳滤平板膜的制备,通过浸没相转化过程制备膜,讨论和研究聚砜(PSF)含量,聚乙烯吡咯烷酮含量,凝固浴温度和空气浴时间对膜结构、硫酸镁溶液水通量和截留率的影响,结果表明;聚砜(PSF)含量增加,凝固浴温度升高、空气浴时间增长时,都可以使膜水通量降低,截留增大,而聚乙烯吡咯烷酮(PVP)含量增加时水通量增加,截留率降低。     

杂萘联苯共聚醚砜中空纤维超滤膜的制备

以杂萘联苯共聚醚砜为膜材料、N,N-二甲基乙酰胺为溶剂、乙二醇甲醚(EGME)为添加剂,采用干-湿纺丝工艺制备新型中空纤维非对称超滤膜,考察了EGME含量、干纺程长度以及凝胶浴温度对杂萘联苯共聚醚砜中空纤维膜结构和性能的影响。结果表明,随着EGME含量的增加超滤膜的水通量增大,而对聚乙二醇10000的截留率基本不变,干纺程长度和凝胶浴温度对超滤膜的性能有较大影响,所制备的中空纤维超滤膜对聚乙二醇10000的截留率高于95%,水通量达到258 L/(m2.h)。     

凝固浴体系对PVDF超滤膜性能与结构的影响

利用非溶剂相转化法(NIPS),以聚偏氟乙烯(PVDF)、聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)为铸膜液,水、二甲基乙酰胺(DMAC)、PVP体系为凝固浴,制备外压中空纤维超滤膜。研究了凝固浴中DMAC和PVP含量以及凝固浴温度对膜性能和结构的影响。结果表明,凝固浴中DMAC含量的增加可以提高超滤膜的通量、断裂伸长率和表面的孔径,降低膜丝拉力;PVP含量对膜通量、拉力与断裂伸长率有非线性影响,当着PVP的质量分数大于12%时,支撑层孔径明显增加;凝固浴温度升高可以增加膜的通量,而对孔隙率、拉力和断裂伸长率则影响不大。当凝固浴中DMAC和PVP的质量分数分别为35%和12%、凝固浴温度为70℃时,可以得到性能较好得超滤膜。     

CA／PAN-Al2O3有机-无机复合超滤膜的制备

以醋酸纤维素(CA)及聚丙烯腈(PAN)为膜材料,以纳米三氧化二铝(Al2O3)为添加剂,通过浸入-沉淀相转化法制备了有机-无机超滤膜,从凝固浴温度及组成两个方面考察成膜规律.试验结果表明,凝固浴温度及组成对膜性能有较大影响,综合膜水通量及截留率多方面进行考虑,凝固浴温度50℃较为适宜;凝固浴中加入表面活性剂,膜的水通量及截留率均得到改善.     

添加剂对聚偏氟乙烯中空纤维超滤膜结构及性能的影响

在聚偏氟乙烯(PVDF)铸膜液中添加聚乙烯砒咯烷酮(PVP)、LiCl和苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA),采用相转化法制备了PVDF中空纤维共混超滤膜,并通过扫描电镜表征、膜通量和截留率测试等手段,研究了聚合物含量和不同添加剂对PVDF中空纤维膜的结构和性能的影响.结果显示,随着聚合物PVDF含量的增加,膜通量减小、截留率增加、拉伸强度增加;添加剂SMA对膜性能影响较大,PVP和LiC1含量对膜的结构及性能影响较小,随其含量的增加,膜截留率增加.     

新型聚芳醚腈酮中空纤维超滤膜的研究

以含二氮杂萘酮结构聚芳醚腈酮(PPENK)为膜材料,N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)为溶剂,采用干-湿相转化法制备了中空纤维超滤膜.考察了聚合物浓度、添加剂含量以及纺丝过程中空气间隙、凝胶浴温度和纤维壁厚对膜结构及性能的影响.结果表明,当聚合物浓度为13%,添加剂EgOH含量α=0.9时,膜通量可达770 L·m-2·h-1,对BSA的截留率在90%以上;增大空气间隙可使膜的截留性能提高,但膜通量有所下降,最佳空气间隙为5～8cm;凝胶浴温度的升高增大了膜的通量,截留率下降幅度不大,凝胶浴温度宜控制在21～25℃范围内;纤维壁厚在0.15～0.18 mm时膜性能最佳.     

电场强化制备荷电聚砜超滤膜及其性能

采用高压电场强化技术,结合相转化法制备荷电超滤膜。添加剂、溶剂与膜材料分别为聚乙烯吡咯烷酮(PVP K30)、N–甲基–2–吡咯烷酮(NMP)与聚砜(PSF),主要对膜分离性能受到高分子聚合物质量分数、凝固浴温度、电场强度等因素的影响进行了研究与分析。结果表明,高压电场强化不会改变膜的微观结构,但会影响膜的分离性能。实验得到最佳制膜条件:PSF质量分数为20%,PVP K30含量为6%,凝固浴温度为30℃,高压电场强化时间为40 s,电场强度为3 kV,此时,膜的分离性能达到最佳,膜的水通量为166 L/(m²·h),截留率为93.3%。     

PEO改性PVDF/SMA膜结构和性能

将聚氧化乙烯(PEO)添加到聚偏氟乙烯/苯乙烯马来酸酐树脂(PVDF/SMA)膜体系中,通过非溶剂致相分离法(NIPS)制备了添加不同PEO含量的PVDF/SMA共混膜。其中PEO质量分数为2%的共混超滤膜性能最好,水通量为531.1L/(m²·h),牛血清蛋白(BSA)截留率为65.8%,水接触角为63.6°,膜剥离强度为0.2756kN/m。接着以PVDF/SMA膜为主要研究对象测试了凝固浴温度对共混超滤膜的纯水通量以及BSA截留率的影响,该实验的结果表明凝固浴温度的改变对膜性能没有产生明显的影响。因此,选择在常温凝固浴温度下测试不同凝固浴成分对共混膜性能的影响。探究了膜在凝固浴成分分别为N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)(质量分数为3%、6%、9%)、氯化钠(NaCl)(0.05mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L)和乙醇(质量分数为3%、6%、9%)时的膜性能变化,以及对各个组分得到的膜样本进行扫描电子显微镜(SEM)表征。结果表明,随着DMAc含量增加,膜表面的孔在减少,且膜皮层的厚度增加,使得膜的水通量减少而BSA截留率提高。而随着NaCl浓度...     

聚砜中空纤维膜的制备及其结构与性能研究

以低分子量聚乙二醇(PEG)为添加剂,二甲基乙酰胺(DMAC)为溶剂,采用纺丝及浸没沉淀相转化法制备了聚砜(PSU)中空纤维膜,考察了PEG含量和空气间隙对膜结构及性能的影响。实验结果表明,随着PEG含量的增加,PSU铸膜溶液的黏度增大,所得膜结构从指状孔向海绵孔转变,膜变得致密,膜的孔隙率和纯水通量降低,牛血清白蛋白(BSA)截留率和拉伸强度提高;但当PEG含量继续增加时,尽管孔隙率继续下降,但膜截面孔径增大,膜的纯水通量反而有所回升,相应的BSA截留率下降。当空气间隙较短时,膜的结构基本没有变化,但当空气间隙达到7 cm时,膜截面出现指状孔,膜变得相对疏松;随空气间隙的增加,膜的纯水通量上升,BSA截留率总体下降。当PEG与DMAc的质量比为35/45,空气间隙为5 cm时,膜的综合性能最好,其纯水通量为129.0 L/(m2·h),BSA截留率为96.8%,孔隙率为75.5%,拉伸强度为5.01 MPa。     

醋酸纤维素正渗透膜的制备及性能研究

以醋酸纤维素(CA)为成膜材料,不锈钢网为支撑层,采用相转化法制备CA正渗透膜。研究了CA浓度、溶剂和添加剂种类、凝固浴温度、热处理温度及不锈钢网目数对膜性能(水通量和截留率)的影响,并采用显微镜对膜的表面和断面形貌进行了表征。结果表明,当CA质量分数为4%,溶剂为丙酮和1,4-二氧六环的混合溶剂,添加剂为甲醇和乳酸混合添加剂,凝固浴温度为20℃,热处理温度为80℃,不锈钢网目数为500目时,所制备的正渗透膜性能最佳。利用0.1 mol/L的Na Cl为原料液,2 mol/L的葡萄糖为汲取液,室温条件下,膜的分离层朝向原料液时,所制备的正渗透膜的水通量为2.6 L/(m~2·h),对Na Cl的截留率为99.86%。     

纺丝条件对PVDF/PVC中空纤维膜性能的影响

采用干-湿法纺丝工艺制备PVDF/PVC共混中空纤维膜,通过对水通量、孔径、截留率等的测试,研究了挤出速率、芯液流量、干纺程对PVDF/PVC中空纤维膜性能及结构的影响,并进行了详细的理论分析。试验结果表明挤出速率与膜通量存在最大值,芯液流量与膜通量及截留率呈线性关系,干纺程的影响效果跟挤出速率类似。可以通过改变纺丝条件来制备性能不同的中空纤维膜。     

PVPK30和Tween80对中空纤维超滤膜结构和性能的影响

通过考察添加剂-聚乙烯吡咯烷酮（PVPK30）和Tween80对杂萘联苯聚醚砜酮（PPESK）中空纤维超滤膜结构和分离性能的影响，发现：随高分子添加剂聚乙烯吡咯烷酮K30浓度的升高，膜水通量减小，截留率基本无变化，膜结构逐渐由指状结构转变成海绵状结构。有机大分子添加剂Tween80可以提高膜的水通量，但膜结构不随添加剂浓度而改变，均为指状结构。当Tween80浓度小于5wt％时，随Tween80浓度的增加，膜水通量升高，截留率下降。比较不同凝胶浴温度下的膜分离性能可以看到，凝胶浴温度提高可以显著提升膜的纯水通量。     

聚乙二醇600和草酸对中空纤维超滤膜结构和性能的影响

通过考察添加剂PEG600和草酸对杂萘联苯聚醚砜酮（PPESK）中空纤维超滤膜结构和分离性能的影响，发现：PEG600的加入不会改变膜的内部结构，均为指状结构，随着PEG600浓度的增加，膜致密层厚度逐渐增加。膜的水通量和截留率随有机添加剩PEG600的浓度变化规律性不强。随小分子添加剂草酸浓度的提高，膜结构逐渐由指状结构转变成海绵状结构，PPESK中空纤维超滤膜的纯水通量逐渐上升，截留率呈波浪形变化。比较不同凝胶浴温度下的膜分离性能可以看到，凝胶浴温度提高可以显著提升膜的纯水通量。     

内凝固浴组成对聚氯乙烯中空纤维膜结构和性能的影响

利用非溶剂致相法纺丝制备聚氯乙烯(PVC)中空纤维膜,考察了内凝固浴中分别添加溶剂N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、NaCl和CaCl2对膜结构和性能的影响。结果表明,膜内表面孔结构随内凝固浴中DMF含量的提高,逐渐由致密的蜂窝状变成稀疏的海绵状;膜的水通量先上升后下降、力学性能提高;质量分数6%的DMF内凝固浴的膜性能最优,水通量和力学性能相对于纯水内凝固浴都有很大的提高,制成滤芯时产水量最大。内凝固浴中添加NaCl和CaCl2使中空纤维膜的力学性能提高,但水通量下降。相比而言,内凝固浴中添加溶剂对膜的性能改善效果优于内凝固浴中添加盐。     

聚砜/改性碳纳米管复合膜的制备及亲水性能

利用浸没沉淀相转化法,以聚砜(PSF)为膜材料,羧基化碳纳米管(MWCNTs-COOH)为添加剂,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为致孔剂,N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,制备了聚砜/多壁碳纳米管复合膜,系统研究了制备复合膜时碳纳米管的添加量、预挥发时间以及凝固浴组成对其结构和性能的影响。实验结果表明,添加MWCNTs-COOH后,复合膜的亲水性能和抗污性能显著提高,同时复合膜的力学性能也明显增强。复合膜的 SEM 照片显示,随预挥发时间的延长和凝固浴中DMAc 质量分数的增加,复合膜断面由指状孔结构向海绵状孔结构过渡;复合膜的水通量下降,截留率上升。     

聚偏氟乙烯/聚氯乙烯/聚甲基丙烯酸甲酯共混多孔中空纤维膜的制备与性能测试

采用干-湿法纺丝工艺,制备聚偏氟乙烯/聚氯乙烯/聚甲基丙烯酸甲酯共混五孔中空纤维膜,分别以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙二醇1000(PEG1000)和吐温-80为添加剂,改善成膜性能。通过水通量超滤试验、牛血清白蛋白截留试验、拉伸试验以及扫描电子显微镜表征膜的截面分析得出,铸膜液中溶质的质量分数为17%,添加6%PVP时制备的膜综合性能最佳。试验制得的中空纤维膜最大水通量为515.42L/(m2·h),截留率为87.25%。     

PVDF-PAN-纳米粘土杂化中空纤维超滤膜纺丝工艺研究

以聚偏氟乙烯和聚丙烯腈为主要膜材料、N,N-二甲基乙酰胺为溶剂、无水LiCl和有机纳米粘土为添加剂,采用干-湿相转化法纺丝工艺制备杂化中空纤维超滤膜,研究了干程、外凝胶浴温度、芯液温度和组成等纺丝工艺参数对杂化膜微观结构和分离性能的影响.SEM观察发现,中空纤维膜有较致密的外表面和多孔的内表面,干程对膜的横截面结构和表面形态都有影响:增加芯液含量有利于抑制大孔结构的产生,使孔径变小,结构致密,芯液为质量分数40%无水乙醇时,制得的膜对BSA截留率达到99%.试验结果表明,在较高的凝胶浴温度和较大的干程下制得的膜有较高的水通量和较低的截留率;凝胶浴温度升高,膜的力学性能加强,铸膜液中聚合物的质量分数为16%时,最大拉伸强度为3.16 MPa.     

凝胶相转化温度和空气预蒸发时间对PVDF超滤膜性能及结构的影响

利用非溶剂相转化法(NIPS),以聚偏氟乙烯(PVDF)/聚乙烯吡咯烷酮(PVP)/N,N-二甲基乙酰胺( DMAC)为铸膜液体系,水为凝固浴制备了大通量超滤膜.考察了铸膜液温度、凝胶浴温度、空气预蒸发时间等条件对超滤膜性能与结构的影响.研究结果显示,随着铸膜液和凝胶浴温度的提高,膜纯水通量增大,强度增强,截留率降低,膜的第一泡点压力减小,膜的孔隙率随铸膜液温度升高而增大,随凝胶浴温度升高先增大后减小,膜断面指状孔发育较为通透,海绵层致密.延长铸膜液在空气预蒸发时间,膜的第一泡点压力和孔隙率降低,超滤膜截留率提高,通量和强度变化不大.