PPy/SMANa/PES导电复合膜的制备及其抗污性能

为改善聚醚砜（PES）膜的抗污性能,以苯乙烯-马来酸酐钠共聚物（SMANa）为添加剂,采用非溶剂诱导相分离法（NIPS）制备了SMANa/PES膜。然后采用气相聚合法,FeCl3作为氧化剂,在SMANa/PES膜上制备导电聚吡咯（PPy）层。通过研究不同氧化剂浓度,聚合时间和温度制备的聚吡咯层对膜性能的影响,制备了系列PPy/SMANa/PES导电复合膜。采用FTIR、SEM和接触角测试仪表征其结构和形貌,采用超滤法对其水通量和抗污性能进行测试。结果表明,当聚合温度在30 ℃,FeCl3浓度为0.8 mol/L,聚合时间为5 min时,制备的PPy/SMANa/PES导电复合膜表现出最佳的抗污性能,在0.1 MPa的过滤压力下,其纯水通量高达409.58 L/(m2·h),为SMANa/PES膜的83.75%,超声冲洗后的通量恢复率（FRR）达到86.57%,相比SMANa/PES膜提高了16.57%。     

SMA功能化PES超滤膜的制备及其性能研究

针对聚醚砜(PES)超滤膜表面疏水呈化学惰性的问题,通过引入含有活性酸酐基团两亲性大分子苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)实现超滤膜表面功能化。探讨酸酐基团的引入对膜微结构及分离性能的影响规律。结果表明,引入SMA后,超滤膜表面形貌由连续状结构变为海-岛结构。随着SMA含量增加,超滤膜孔径增大;FTIR证实,PES与SMA共混后酸酐基团稳定存在超滤膜表面,未发生水解;当SMA质量分数为4%时,PES/SMA超滤膜平均有效孔径约为42.5 nm,纯水通量为366 L/(m~2·h·10~5 Pa),对BSA蛋白截留率为86%。     

聚电解质复合纳滤膜的制备及其截盐性能研究

采用静电诱导法，通过铸膜液中带负电的磺化聚醚砜(SPES)和凝固浴中带正电的聚乙烯亚胺(PEI)在相分离时形成的相互吸引作用，在聚醚砜(PES)膜表面形成聚电解质分离层，再经过交联处理和热处理制得聚醚砜复合纳滤膜。结果表明，当铸膜液中SPES/PES比例为4/17，凝固浴中加入的PEI分子量为10 000 g/mol时，所制得的纳滤膜在较低测试压力(0.3 MPa)下对硫酸镁(MgSO₄)和硫酸钠(Na₂SO₄)的截留率分别为91.1%、85.7%，对其溶液的渗透性能分别为71.4 L/(m²·h·MPa)、75.9 L/(m²·h·MPa)。     

PDM/PES渗透汽化膜的制备及性能研究

采用界面聚合的方法制备了聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯(PDM)/聚醚砜(PES)渗透汽化脱盐膜，通过SEM、XPS对膜的微观结构和表面化学元素进行表征。考察了原料液质量浓度、进料液温度对膜的水通量和脱盐率的影响，并监测了膜的长期运行稳定性。结果表明，PDM质量浓度为16 g/L、进料液温度为50℃、进料NaCl水溶液质量浓度为35 g/L时，PDM/PES膜的水通量达到13.7 kg/(m²·h),截留率高达99.9%。     

低截留分子量聚醚砜超滤膜

以聚醚砜(PES)为原料，均苯三甲酸(TMA)为添加剂，采用浸没沉淀相转化法制备聚醚砜超滤基膜，之后将聚乙烯醇(PVA)溶液涂覆在膜表面，经加热交联得到低截留分子量超滤膜。实验结果表明，随着聚乙烯醇浓度升高，截留分子量先减小再增加；随着热处理温度的升高，水通量减少，截留分子量减小。聚乙烯醇质量浓度为0.1%，80℃加热10 min，膜的截留分子量为900，纯水通量为6.10 L/(m²·h)。红外光谱分析证实PVA与TMA反应生成了交联结构。     

磺化聚砜/聚醚砜纳滤膜的制备及性能表征

采用相转化法制备了磺化聚砜(SPSF)/聚醚砜(PES)共混新型纳滤膜,并研究了SPSF/PES共混质量比、水解的苯乙烯–马来酸酐共聚物(H–PSMA)的添加量、铸膜液预蒸发时间和温度对膜的脱盐率及水通量的影响。结果表明,当SPSF/PES共混质量比为4∶6,添加剂H–PSMA的质量分数为2%,铸膜液预蒸发时间为3 min,预蒸发温度为70℃时,在操作压力为0.5 MPa,料液温度为25℃下,SPSF/PES共混膜对2 g/L的Na_2SO_4盐溶液脱盐率为56.77%,水通量为24.45 L/(m~2·h)。     

聚醚砜复合超滤膜的制备及其油水分离性能

采用表面引发的电子转移再生活化剂原子转移自由基聚合,制备表面接枝有聚甲基丙烯酸羟乙酯链段的无机纳米粒子(SiO₂–g-PHEMA)。将SiO₂–g-PHEMA作为亲水性添加剂,与聚醚砜(PES)共混,制备PES/SiO₂–g-PHEMA有机–无机复合膜。透射电子显微镜观察结果表明,改性后的SiO₂–g-PHEMA纳米粒子可以均匀地分散在铸膜液体系中,并在成膜过程中向膜表面迁移富集,显著提高膜表面的亲水性(接触角由84.5°降至71.9°)。当纳米粒子的含量为1.0%(质量分数)时,此时膜拥有最大的纯水通量208.68L/(m²·h)和油水通量86.86L/(m²·h),而未改性的PES空白膜分别只有64.10和11.09 L/(m²·h)。相对于PES空白膜,通量恢复率从45.74%提高至78.32%,抗油污染能力大幅增强。而且,得益于PHEMA链段与PES链段之间的物理缠结及氢键作用,SiO₂–g-PHEMA纳...     

三嗪框架聚合物膜用于有机纳滤甲醇/正己烷分离

具备耐各种有机溶剂的微孔聚合物膜在有机纳滤领域逐渐受到重视。采用双氰基单体的超酸催化成环聚合反应，制备微孔框架聚合物薄膜(CTF-BP)，该膜具备良好的力学性能，可耐受甲醇和正己烷等常见有机溶剂。CTFBP膜内大量<1.0 nm的微孔通道使膜具备良好的筛分性能，其截留分子量为550。膜内含有的三嗪结构与羟基具有较强的亲和性，使甲醇的跨膜通量[1.10 L/(m²·h·bar)]显著高于黏度更低的正己烷通量[0.23 L/(m²·h·bar)]。采用纳滤操作将膜用于分离含低浓度甲醇的正己烷溶液[含5%(质量)甲醇的正己烷溶液]，结果显示甲醇/正己烷分离因子最高可达到1485，渗透液的总流量超过3.21 kg/(m²·h)。证实CTF-BP膜有望实现高效甲醇/正己烷分离。     

PES/fMWNT共混超滤膜的制备及其抗污染研究

采用非溶剂致相分离法(NIPS)制备聚醚砜/羧基化碳纳米管共混膜,以N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)和N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂,聚乙二醇(PEG4000)为致孔剂。研究了碳纳米管添加量和管径对膜结构和膜性能的影响。结果表明,共混膜的拉伸强度、杨氏模量随着碳纳米管含量的增加先增大后减小,但随着碳纳米管的管径增加而减小。当碳纳米管含量为1. 0%,管径为20～30 nm时,聚醚砜/碳纳米管共混膜的接触角从纯聚醚砜膜的78. 16°降到64. 30°,纯水通量达到50. 39 L/(m~2·h),是纯聚醚砜通量的4倍,对牛血清蛋白(BSA)截留率保持在95%以上,通量恢复率从54. 29%增加到84. 59%,抗污染性能较纯聚醚砜膜明显提高。     

基于MXene中间层的复合纳滤膜制备及其盐水分离性能研究

通过湿法化学刻蚀得到单层MXene纳米片后，采用旋涂法将MXene纳米片负载至基膜上作为中间层制备聚酰胺复合纳滤膜，并探讨了MXene不同负载浓度对复合纳滤膜通量及盐截留性能的影响。结果表明引入MXene作为中间层，使得圆泡状形貌在所得膜表面形成，当旋涂1 mL浓度为0.1 g/L MXene时，通量为24.2 L/(m²·h)，硫酸钠截留率为97.4%，相比传统膜(通量12.9 L/(m²·h)，硫酸钠截留率96.3%)性能提升明显。随着MXene旋涂负载浓度增加，通量逐渐减小，而硫酸钠截留率则存在先增加后减小再稳定的趋势，截留率最高可达98.8%(通量16.3 L/(m²·h))。     

有机溶剂纳滤膜的润湿性对渗透和分离性能的影响

有机溶剂纳滤是一种绿色、高效、节能的新型膜分离技术,在回收和处理有机溶剂中具有广泛的应用前景。本文采用浸渍法分别将聚合物聚二甲基硅氧烷（PDMS）、嵌段聚醚酰胺（PEBAX2533）和聚乙烯醇（PVA）与聚砜（PS）超滤基膜复合,制备了3种不同润湿性的聚合物耐溶剂纳滤膜,研究了PDMS/PS、PEBAX/PS和PVA/PS复合膜对甲醇、乙醇、异丙醇、正己烷、正庚烷的渗透性能,考察了3种聚合物膜对伊文思蓝/甲醇溶液的有机溶剂纳滤性能。结果表明,有机溶剂在不同润湿性复合膜的渗透和传递性能与溶剂本身的溶度参数、分子量、黏度和极性等有很密切的相关性,溶剂的分子量、黏度、分子动力学直径越小,在同一极性复合膜中渗透通量越大;对伊文思蓝/甲醇溶液的有机溶剂纳滤分离表明,PDMS/PS和PEBAX/PS复合膜的截留率均可达90%以上,通量分别为 58.0L/(m²·h·MPa)和72.2L/(m²·h·MPa);PVA/PS复合膜的截留率为85.1%左右,通量为57.5L/(m²·h·MPa)。     

磺化聚苯砜/聚砜纳滤脱色膜的制备及其性能研究

本文中引用一种新的高分子聚合物-磺化聚苯砜(SPPSU)制备纳滤脱色膜的涂覆层,将其与其余药品混合后制备成纳滤膜的表层涂覆液,从而制备成可分离开染料/无机盐混合液的纳滤脱色膜。经过优化调整SPPSU的浓度,磺化度,以及后处理温度三个变量,最终确定SPPSU浓度为1.5%,磺化度为35%,后处理温度为100℃时,其对刚果红的截留率最高可达99.6%,水通量最高可达142 L/(m²·h),与此同时硫酸钠的截留率低于5%;在甲基蓝与硫酸钠的混合液处理过程中,甲基蓝的截留率为92.5%,水通量为75 L/(m²·h),硫酸钠截留率在20%以下,实现了染料溶液与无机盐的有效分离,并在此基础上,将其与海德能的商业纳滤脱色膜进行对照,得出可以与HYDRACoRe10-LD的性能相似,而水通量却高出很多,说明此纳滤脱色膜有很好的应用前景。     

铸膜液配方对LSCF/PES混合基质膜分离选择性能的影响

将纳米镧锶钴铁(La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3)引入到聚醚砜铸膜液中,采用相转化法制备了镧锶钴铁/聚醚砜(LSCF/PES)混合基质膜,通过调节PES和LSCF的含量来提高膜性能。结果表明:当PES的含量为16%,LSCF的含量为3.2%时,膜的通量达到90.4 L/(m2h),在0.3 MPa和20℃的条件下,膜对氯化镁的截留率达到了25.8%。膜性能显著受LSCF的含量和纳米颗粒的聚集影响,通过调节铸膜液配方,有望将其应用于苦咸水脱盐。     

正渗透策略和化学清洗海水淡化反渗透膜

为解决海水淡化过程中反渗透膜的污染问题,研究了基于正渗透策略的反渗透产水、模拟反渗透浓水、模拟海水不同的组合清洗和清洗时间对膜通量和截留率的影响。针对不可逆污染,研究了不同化学清洗药剂、浸泡时间、浓度对膜通量和截留率的影响。结果表明,正渗透策略清洗方式中,淡水/模拟反渗透浓水的组合清洗方式效果最佳,其归一化通量从9.48 L/(m²·h·MPa)提升至13.6 L/(m²·h·MPa),截留率从80.59%提升至92.80%。此外,经质量分数为2%的柠檬酸溶液浸泡2 h后,再使用质量分数为1%的乙二胺四乙酸四钠盐和0.3%的三聚磷酸钠溶液浸泡1.5 h,其归一化通量从9.48 L/(m²·h·MPa)提升至14.3 L/(m²·h·MPa),截留率从80.59%提升至96.27%。从SEM和AFM图可以看出,正渗透清洗策略并未对膜表面选择层造成损坏,且可以清洗膜表面的有机污染物和无机污染物,因此,应用这种方法对污染的反渗透膜进行清洗,可延长化学清洗周期,减少化学清洗剂用量,具有一定的工业应用前景。     

二元醇共价交联羧基化石墨烯复合膜和正丁醇脱水性能

以二元醇(乙二醇、1,3-丙二醇和1,4-丁二醇)为交联剂,通过抽滤的方式在涂覆盐酸多巴胺的聚醚砜(PES)支撑层上制备了共价交联的羧基化石墨烯/聚醚砜(CG/PES)复合膜。稳定性测试证明盐酸多巴胺的涂覆和二元醇的交联显著提高了分离层和支撑层以及CG纳米片间的结合力。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪和水接触角测试仪对复合膜的物化性质和微观形貌进行了表征。结果表明,所得复合膜的分离层连续无缺陷,厚度在60～64nm之间。二元醇与CG纳米片上的羧基成功发生反应,将CG纳米片锚固在一起。交联剂的引入没有大幅降低亲水性且实现了对分离层层间距的有效调控,随二元醇分子尺寸增加,所得复合膜的层间距由0.761nm提高到0.778nm。CG/PES复合膜对正丁醇/水混合物具有优良的渗透汽化分离性能。在料液温度为50℃、料液中水的质量分数为10%时,三种交联剂所得复合膜的渗透通量分别达到0.79kg/(m²·h)、0.87kg/(m²·h)和0.96kg/(m²·h),而分离因子比未交联的复合膜高一个数量级。15天的...     

正渗透处理模拟印染废水的性能研究

实验以1 mol/L的NaCl溶液为汲取液,以活性染料印染废水、分散染料印染废水为原料液,探究不同染料类型、膜朝向及温度对正渗透性能的影响,以及不同情况下的膜污染情况。正渗透处理两种染料都有很高的水通量;AL-FS模式初始水通量为14.79 L/(m²·h),COD截留率为98.8%,色度为99.2%。AL-DS模式下分别为17.82L/(m²·h)、93.2%和93.9%;温度由15℃升高到35℃,水通量增加了5.6%,COD截留率降低了1.1%,色度截留率降低了1.2%;超声清洗后AL-FS模式下恢复率为94.3%,AL-DS模式下为91.2%。AL-FS模式优于AL-DS,水通量随温度的升高而升高,膜清洗水通量恢复率较高。     

脱乙酰基改性乙酸纤维薄膜对乳化油分离及积垢机理的探究

利用静电纺丝制造乙酸纤维素膜（CA纤维膜）,并利用添加TiO₂及脱乙酰基（d-CA）对CA纤维膜进行改性,后续对膜过滤特性、渗透通量、油水乳化液去除效率、反洗特性及积垢机制进行讨究。结果显示,CA纤维膜通过TiO₂及d-CA改性后可以提高膜的热稳定性及亲水性能,并得到稳定的纯水通量和过滤通量;最佳的比例为TiO₂@d-18.5%CA纤维膜,在40kPa跨膜压差、60min的操作条件下,其纯水通量、过滤通量、1g/L油水乳化液去除效率以及反洗后通量分别为824.8L/(m²·h)、(311.3±12.5)L/(m²·h)、93.6%±1.1%、451.5L/(m²·h);另外,添加TiO₂可能导致油水乳化液在膜表面不可逆阻力比例的增加,脱乙酰基改性CA纤维膜则可以降低膜自身阻力及增加可逆阻力的比例,提高CA纤维膜在油水分离方面的潜力。     

含甲基纤维素的NaA沸石膜的制备和表征

NaA沸石膜具有规则的孔道结构,利于分子传输,在有机物脱水领域有一定的应用。为使沸石膜生长更连续均匀,提高渗透汽化性能,本文以甲基纤维素作为空间限制剂加入合成液,探究碱度、晶化温度以及晶化时间对膜的影响,按最优条件制备合成液,并依据质量比m(MC)∶m(H₂O)=1∶100添加甲基纤维素,制备NaA沸石膜。表征方法采用XRD、SEM和渗透汽化3种方式,结果表明添加甲基纤维素的沸石膜表面结构完整,生长致密且性能优良,在75℃下对0.6mol/L的NaCl水溶液做渗透汽化测试时,通量达8.33kg/(m²·h),盐离子截留率为99.95%。在0.6mol/L的NaCl的水溶液中测试72h,结果表明添加甲基纤维素的NaA沸石膜时间依存性更好,通量保持在8.30kg/(m²·h)左右,离子截留率稳定在99.90%。渗透汽化分离ω(C₂H₆O)=90%乙醇的水溶液,随着温度从60℃升高到75℃,沸石膜的通量由1.55kg/(m²·h)升高到2.56kg/(m²·h),渗透侧水含量保持在99.90%左右。     

高通量PES/PAN超滤膜的制备及性能研究

为了制备高通量、高截留PES超滤膜,将不同质量的PES和聚丙烯腈(PAN)进行共混,通过非溶剂致相分离法(NIPS)制备PES/PAN超滤膜。详细探讨了PES与PAN共混比例对PES/PAN超滤膜的结构和性能的影响,结果表明,当PES/PAN的共混质量比例为8∶2时,PES/PAN膜的分离性能最佳,通量为509 L/(m2·h),是纯PES膜的5倍,BSA的截留率达到98.75%。     

氧化石墨烯/聚酰亚胺复合膜的制备及其纳滤分离性能的研究

本文以均苯四甲基酸酐(PMDA)、4,4-二氨基二苯醚(ODA)作为原料，在合成过程中加入氧化石墨烯进行掺杂，制备出氧化石墨烯/聚酰亚胺复合膜，并考察了其纳滤分离性能。结果表明，在1.6MPa，膜面流速为0.25m·s^-1，操作温度20℃的条件下，膜通量为46.9L·(m²·h)^-1,Ca²⁺、Mg²⁺截留率分别为91.21%和77.78%；对比相同条件下的纯聚酰亚胺纳滤膜，膜通量提升33.47%,Ca²⁺、Mg²⁺截留率分别提升了13.28%和18.98%。因为氧化石墨烯具有很高的比表面积，并且在表面具有大量的亲水基团等特殊结构，所以通过掺杂可以明显提高聚酰亚胺纳滤膜的分离性能。