凝固浴组成对聚醚砜/磺化聚砜共混膜结构及性能影响

为考察不同凝固浴组成对聚醚砜/磺化聚砜共混膜结构及性能的影响规律,以聚醚砜(PES)、磺化聚砜(SPSf)为膜材料、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂、聚乙二醇(PEG)为致孔剂、H_2O为非溶剂添加剂,采用浸没沉淀相转化法制备PES/SPSf共混超滤膜,对所得共混膜进行SEM、纯水通量、BSA截留等性能表征,分析凝固浴组成亦即不同盐种类对PES/SPSf共混膜结构及性能的影响规律.结果表明:在不同凝固浴条件下所得PES/SPSf共混膜均为海绵体结构;当纯水作为凝固浴时,膜的纯水通量最低(920 L/(m~2·h));当在凝固浴中添加盐时,所得膜的皮层厚度明显降低,特别当凝固浴为NaCl饱和溶液时,所得膜的皮层厚度仅为2.5μm,同时具有最低的静态水接触角(64°),纯水通量为1 024 L/(m~2·h).     

SPTA-PVA/CDA-GO/PVDF复合膜的制备与表征

用1,4-环己二胺(CDA)修饰氧化石墨烯(GO),利用4-磺基邻苯二甲酸(SPTA)对聚乙烯醇(PVA)进行交联,以亲水化的聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜为底膜,通过真空过滤与滴涂,制备SPTA-PVA/CDA-GO/PVDF复合膜.采用全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)和接触角测试对复合膜表征,并测试复合膜的渗透汽化脱盐性能.结果表明,CDA修饰扩大了GO纳米片的层间距,增加了CDA-GO层的透水性;交联PVA层提高了复合膜的表面亲水性和稳定性,增强了复合膜吸水性和水传输性能.复合膜在70℃对质量分数为3.5%的氯化钠(NaCl)水溶液获得15.6 kg/(m²·h)的水通量和99.99%的脱盐率.     

氧化石墨烯复合膜的制备及其在水体中脱除染料的性能

为同时提高氧化石墨烯(GO)膜的稳定性及分离性能,以戊二醛为交联剂,引入聚乙烯醇(PVA)和二氧化钛(TiO2),采用真空辅助过滤法制备了TiO2/GO/PVA复合膜,通过SEM、TEM、FTIR、XRD对复合膜的形态结构进行表征,并通过接触角仪、错流装置和超声实验测试膜对染料的分离性能及稳定性.结果表明:随着TiO2...     

还原氧化石墨烯/石墨相氮化碳复合膜的制备及其脱盐性能

采用真空抽滤法制备了以氧化石墨烯为基体的rGO/g-C_3N_4复合膜,系统研究了光催化还原时间、GO与g-C_3N_4质量比及GO沉积密度等工艺参数对复合膜脱盐性能的影响,优选出rGO/g-C_3N_4复合膜成膜工艺条件;并基于优选工艺所制备复合膜研究了NaCl溶液浓度对复合膜脱盐性能的影响,为复合膜的制备及应用提供实验依据。研究结果表明:紫外光照射时间为30h,GO与g-C_3N_4的质量比为6∶1,GO沉积密度为477.7mg·m~(-2)时制备的rGO/g-C_3N_4复合膜对NaCl溶液的脱盐性能最佳;复合膜对NaCl截留率和溶液通量均随NaCl溶液浓度降低而升高,对浓度为0.01mol·L~(-1)的NaCl溶液,截留率达到61.1%。     

聚酰亚胺/聚酰胺-胺复合膜的制备及其对CO2的分离性能

以乙二胺(EDA)为引发核,通过发散法合成1.0～3.0代树枝状聚合物聚酰胺-胺(PAMAM),并以其作为功能涂覆层制备聚酰亚胺(PI)/PAMAM复合膜,考察PAMAM代数对纯CO2、N2及CH4在复合膜中渗透及CO2/N2、CO2/CH4分离性能的影响.结果表明:PAMAM对CO2有明显的选择透过能力,PI/PAMAM复合膜对纯CO2的透过系数及CO2/N2、CO2/CH4的分离系数随PAMAM代数的增加而增大;当涂覆层为3.0代PA-MAM时,复合膜对CO2的渗透系数达到106.6 Barrer,CO2/N2、CO2/CH4分离系数分别达到44.25和58.83.     

NiAl2O4涂层膜的制备及其在油水分离中的应用

以聚偏氟乙烯(PVDF)有机膜为基底,单宁酸(TA)为胶结剂,将尖晶石NiAl₂O₄无机纳米颗粒均匀修饰到PVDF膜表面,制备了超亲水/水下超疏油型NiAl₂O₄/TA/PVDF复合膜。系统研究了NiAl₂O₄/TA/PVDF复合膜的结构、形貌和表面润湿性,评价了复合膜在典型的油水乳液分离中的性能。实验结果表明,NiAl₂O₄/TA/PVDF复合膜对稳定的油水乳液表现出优异的分离效率(分离效率均高于99%)和较高的膜通量(682～1 302 L·m^-2·h^-1)。此外,由于膜表面的粗糙结构和特殊润湿性,NiAl₂O₄/TA/PVDF复合膜具有较好的抗油污染性能,在循环8次分离水包油乳液后仍具有较高的分离效率和膜通量,表现出良好的机械性能和可再生性。本研究为构筑尖晶石基油水分离膜及其在油水分离中的应用提供了新的思路。     

磷酸插层氧化石墨烯强化膜质子传导特性研究

实验采用改进后的Hummers法制备氧化石墨烯(GO),在片间插层磷酸后进而制得磷酸插层氧化石墨烯(PGO),通过流涎法将GO和PGO填充到磺化聚醚醚酮(SPEEK)基质中制备复合质子交换膜,系统测定分析了复合膜的物化特性和质子传递特性.实验结果表明:所制备的复合膜在290℃下具有良好的热稳定性;无水条件下,PGO的加入在膜内形成了高效质子传递通道,显著提升了复合膜的质子传递能力;在150℃下,SPEEK/PGO-50的质子传导率达7.92 mS·cm~(-1),是SPEEK空白膜的5.7倍、SPEEK/GO膜的4.6倍.     

聚醚砜/热膨胀石墨导电纳米复合材料的制备与性能研究

为改善PES的力学性能、热性能和电性能,采用熔融插层法制备了聚醚砜(PES)/热膨胀石墨(EG)导电纳米复合材料(PES/EG),并利用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TGA)、X射线衍射(XRD)、密度测试、吸水率测试以及拉伸试验分别对PES/EG导电纳米复合材料的微观形貌、热性能、结晶性能、密度、吸水性及力学性能进行了分析测试。结果表明,当EG的质量分数为6%时,PES/EG导电纳米复合材料的综合力学性能较好。热性能测试表明,加入质量分数为6%的EG使基体PES的T-5%提高了4.8 oC。TEM和SEM分析表明,EG的表面处理改善了与基体PES的界面相互作用,EG经熔融插层后以10～30 nm的薄片均匀分散于PES基体中。电性能测试表明,当加入质量分数为2%的EG时,复合材料的电导率提高了12个数量级,其导电逾渗阀值小于2%。综合考虑复合材料的力学和电性能,添加的EG的质量分数应低于6%。     

PVA/PVP/SiO2复合膜过滤器的制备及油水分离性能

以钢丝网为基底,采用浸涂法制备油水分离膜过滤器。首先,将聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)与纳米二氧化硅(SiO₂)制备聚乙烯醇/聚乙烯吡咯烷酮/二氧化硅(PVA/PVP/SiO₂)复合材料;再将其浸涂在钢丝网上,置于戊二醛蒸汽中进一步交联,得到超亲水/水下超疏油的PVA/PVP/SiO₂复合膜过滤器。利用热失重表征了PVA/PVP/SiO₂复合材料的热性能;探究了PVP和SiO₂含量对膜过滤器表面润湿性的影响;同时,测试了复合膜过滤器的油水分离效率和重复利用率。结果表明：PVP和纳米SiO₂的加入提高了复合膜的热稳定性和水下疏油性,当SiO₂、PVP与PVA的质量比为0.5∶0.4∶1,PVA溶液的质量分数为10%时,所制备的PVA/PVP/SiO₂复合膜过滤器对油水混合物表现出优异的分离性能,初次油水分离效率最高可达到99.5%,分离通量可达到7 083.41 L/(h·m²)...     

大豆分离蛋白/纤维素/淀粉复合可食性膜的制备及性能研究

以大豆分离蛋白(SPI)为主要原料,添加一定量的羧甲基纤维素(CMC)和豌豆淀粉(PS)制备大豆分离蛋白/纤维素/淀粉三元复合可食性膜,研究了成膜工艺条件,并对复合膜进行红外表征.实验结果表明:复合膜的最佳工艺条件为大豆分离蛋白量为50%(总质量)、纤维素和淀粉比例为3 1、甘油含量为30%(以大豆蛋白量计)、改性温度为70℃.红外光谱表征显示,SPI/CMC/PS三元复合可食用膜相溶性好,表明该工艺参数是可行的.     

聚苯醚/聚砜复合膜对乙醇/水混合体系的渗透汽化分离

以聚砜超滤膜为基膜,采用溶剂蒸发法制备聚苯醚/聚砜复合膜.用红外光谱(FT-IR)表征复合膜的制备效果,通过扫描电镜(SEM)观察其断面形貌;研究了聚苯醚(PPO)含量、进料液乙醇含量及进料液温度对复合膜渗透汽化分离性能的影响.结果表明,随铸膜液中PPO质量分数的增大,复合膜的分离因子增大,渗透通量减小;随进料液中乙醇质量分数的增大,复合膜的分离因子减小,而渗透通量增大;随进料液温度的升高,复合膜的分离因子及渗透通量均增大.对铸膜液中PPO质量分数为14%的复合膜,在进料液乙醇含量10%、进料液温度60℃时,膜的渗透通量157.2 g/(m2.h),膜对乙醇的选择系数为15.6.     

电纺GO/纤维素纳米复合膜的性能研究及分析

采用石墨烯(GO)含量分别为0%、1%、3%、5%、7%的GO/纤维素溶液纺制GO/纤维素复合纳米膜,探讨电纺GO/纤维素复合纳米膜的制备工艺及性能。对GO/纤维素纳米膜进行XRD、抗紫外、发热、电学等结构表征和性能测试,测试结果表明:GO的加入可明显改善纤维的导热性能和抗紫外性能,并且随着GO含量的增加,电纺GO/纤维素纳米复合膜的导热性能和抗紫外性能不断增加;但是也会给膜带来一些缺陷,如抗静电性能下降以及膜的强力降低。总体来说,GO/纤维素复合材料提高了普通纤维素膜的价值,使其具有了更广阔的应用前景。     

单宁酸改性多壁碳纳米管/聚醚砜混合基质膜的制备及性能

为了改善聚醚砜(PES)分离膜的分离效率和力学性能,使用单宁酸(TA)通过非共价接枝的改性方法对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行修饰得到功能化的TA-MWCNTs,然后将其按照不同比例的添加量与PES共混,使用浸没沉淀相转化成膜的方法成功制备TA-MWCNT/PES混合基质膜,探究不同添加量对膜性能的影响,并使用FT-...     

半纤维素/纳米纤维素/蒙脱土复合膜的制备及性能研究

以蒙脱土(MMT)为填料,通过溶液共混插层技术制备半纤维素/纳米纤维素/蒙脱土复合膜.研究了蒙脱土用量和复合膜干燥温度等对半纤维素/纳米纤维素/蒙脱土复合膜水蒸气阻隔性、强度性能、透明度和表观颜色的影响,并利用X-射线衍射(XRD)对半纤维素基复合膜的结晶度变化进行了表征.研究表明,MMT对半纤维素基复合膜的水蒸气阻隔特性有明显的改善作用,当MMT用量为0. 4%时,其水蒸气通过率仅为1. 18 g·mm/(m~2·h·kPa),水蒸气阻隔性能比半纤维素/纳米纤维素复合膜提高了53%.且半纤维素基复合膜的抗拉伸强度也随着MMT用量呈上升趋势,但会降低其断裂伸长率.同时,适当提高半纤维素基复合膜制备过程中的干燥温度,也有助于改善半纤维素基复合膜的水蒸气阻隔性能和抗拉伸强度.     

GO/PVDF复合微滤膜制备及其性能表征

为了探究GO对PVDF微滤膜亲水性及渗透性能的影响,以GO作为无机添加剂,利用相转化法制备了高性能GO/PVDF复合微滤膜,先后考察了铸膜液预挥发时间、凝固浴温度对复合膜性能的影响,同时从成膜机理的角度上分析了GO投加量对复合膜结构和性能的影响,确定了最优制膜配方.结果表明:保持铸膜液预挥发时间为0 s、凝固浴温度为29℃时更有利于提高膜纯水通量和截留率;投加GO后大幅度提高了膜亲水性,当GO的相对质量分数(即相对于PVDF的质量分数)为1.5%时,膜表面形成了致密的多孔结构,使纯水通量提高了87.6%,对BSA的截留率从63.56%增加到了71.27%.     

碳纳米材料/聚偏氟乙烯杂化膜的制备及性能

为了改善膜的形貌,提高膜的分离性能和力学性能,以聚偏氟乙烯(PVDF)为聚合物,以多壁碳纳米管(MWCNT)为纳米填料,以氧化石墨烯(GO)溶液为凝固浴,通过基质混合和溶液凝固浴相结合的方式,成功制备了PVDF/MWCNT/GO杂化膜.通过TEM、SEM、FT-IR等手段对MWCNT和GO的形貌及结构进行了表征,同时研究了碳纳米材料的添加对膜的形貌、分离性能以及力学性能的影响.结果表明:MWCNT呈长管状网络结构,GO呈片层结构,二者的协同作用将有利于膜力学性能的改善;而GO表面丰富的含氧官能团,可以使其在水中有很好的分散稳定性,并且当MWCNT的质量分数为3%时,膜的综合性能达到最优,与纯膜相比,杂化膜的形貌和亲水性有了一定的改善,纯水通量、截留率和力学性能分别提高了约106%、58.7%和101%,这说明碳纳米材料可以有效提高膜的分离性能和力学性能.     

PI/PTFE复合膜的制备及其分离性能的研究

以均苯四甲酸二酐(PMDA)和4,4′-二氨基二苯醚(ODA)为主要单体,亲水气相纳米二氧化硅(SiO_2)为改性试剂,通过溶液聚合和亚胺化分别制备出聚四氟乙烯(PTFE)/聚酰亚胺(PI)和SiO_2/PI/PTFE两种复合膜。利用傅立叶红外光谱仪(FTIR)、热场发射电子显微镜(SEM)、热重分析法(TGA)、接触角测试和渗透汽化测试研究改性前后膜结构及渗透汽化性能的变化。结果表明:PI/PTFE复合膜的渗透通量和分离因子在料液温度为30~60℃时,随温度的升高而分别提高,在渗透侧压为20~1000Pa时,随渗透侧压的升高而分别降低;当亲水气相纳米二氧化硅的浓度达到3%质量分数时,制备的SiO_2/PI/PTFE复合膜对95%质量分数的乙醇/水混合液的分离效果在通量及分离因子方面达到0.352kg/(m~2·h)、62.90。     

SCE-SiO_2/PES/MBAE复合材料的耐热性

为了研究双马来酰亚胺的增韧方法及其对耐热性的影响,首先利用超临界乙醇处理纳米SiO_2(SCE-SiO_2);然后以4,4’-二氨基二苯甲烷双马来酰亚胺(MBMI)、3,3’-二烯丙基双酚A(BBA)、双酚A双烯丙基醚(BBE)为原料合成MBAE(MBMI-BBA-BBE)复合材料基体;最后加入SCE-SiO_2和PES制备了SCE-SiO_2/PES/MBAE多相复合材料.SCE-SiO_2的红外分析结果表明乙醇以分子形态吸附于纳米粒子表面,并改善了表面性能.通过SEM观察SCE-SiO_2/PES/MBAE复合材料断面形貌,发现PES以微球状分散相的形式存在于基体中,断面形貌由脆性断裂向韧性断裂转变.材料的耐热性测试表明:SCE-SiO_2与PES协同效应,有利于材料的耐热性.     

聚乙二醇/氧化石墨烯相变储能材料研究

以氧化石墨烯(GO)为载体材料和导热增强相,聚乙二醇(PEG)为相变材料,制备得到了聚乙二醇/氧化石墨烯(PEG/GO)复合相变储能材料。对产物进行FTIR、SEM、DSC等测试表征,并分析了GO的添加量对制备得到的PEG/GO复合相变储能材料的相变稳定性和导热性的影响。实验结果表明,GO的高比表面积和二维片层结构有利于提高其对PEG的吸附效果,当GO含量为15%时,PEG/GO复合相变材料在高于PEG熔融温度时具有良好的形状稳定性,其热导率与纯PEG相比提高了近6倍,同时复合材料仍具有较高的相变焓。     

铝合金表面油胺/微弧氧化复合膜层的耐磨性

为提高铝合金表面耐磨性能,采用微弧氧化(MAO)技术在硅酸盐电解液中对2024铝合金进行表面处理,制备微弧氧化陶瓷层;然后通过浸泡法在陶瓷层表面覆盖一层油性涂层,形成复合膜层,以期提高铝合金表面耐磨性能。利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)分别观察复合膜层的表面形貌及物相组成;利用原子力显微镜AFM测试复合膜层的表面粗糙度;利用摩擦磨损试验仪分析复合膜层的摩擦系数。在SEM的观察下复合膜层比微弧氧化陶瓷层更为平整。另外,AFM的结果显示复合膜层的表面粗糙度比微弧氧化陶瓷层降低了73%左右;摩擦磨损检测显示复合膜层的摩擦系数在0.1左右,波动幅度较小,而微弧氧化陶瓷层和铝合金的摩擦系数达0.4左右,波动幅度较大。