壳聚糖纳米粒子改性反渗透膜的制备及性能研究

采用反相乳化法制备了壳聚糖纳米粒子(CSNP),以聚醚砜超滤膜为基膜,将CSNP添加在水相中通过界面聚合方法制备了一系列薄层纳米复合(TFN)反渗透膜,研究了CSNP添加量对TFN膜性能的影响。结果表明,CSNP优化添加质量分数为0.010%,即TFN-10膜对NaCl的截留率达到98.89%,水通量为40.53 L/(m~2·h),远高于TFN-0(TFC)膜的水通量(22.92 L/(m~2·h));且TFN-10膜在48 h的长期运行后,水通量和截留率分别稳定在32.20 L/(m~2·h)和99.07%,稳定性良好;对HA抗污染测试中,通量恢复率为83.67%,总污染率为24.84%,抗污染性能明显优于TFC膜(通量恢复率44.88%,总污染率58.19%)。     

亲水性添加剂多巴胺对聚酰胺反渗透膜性能的影响

多巴胺作为界面反应中亲水性添加剂来制备高通量的聚酰胺反渗透膜。研究了不同水相缓冲体系下,多巴胺浓度对反渗透膜亲水性、脱盐性能以及表面形貌结构的影响。反渗透膜的脱盐性能评价采用2 000 mg/LNaCl的进水溶液,测试压力为1.0 MPa,温度为25℃;膜表面形貌结构分别采用扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)进行表征。结果显示,三乙胺樟脑磺酸盐体系下制备的RO膜较三乙胺盐酸盐体系具有更高的水通量;多巴胺的加入可有效提高膜的水通量,采用三乙胺樟脑磺酸盐体系,当多巴胺添加量质量分数为1%时,RO膜的截留率和水通量分别为99.5%和41 L/(m2·h),水通量提高了32%;SEM和AFM结果显示,添加多巴胺的RO膜表面结构更为平整、均一,平均粗糙度更小。     

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。     

聚醚砜质量分数对聚偏氟乙烯/聚醚砜共混膜性能和结构的影响

用与聚醚砜共混的方法来改善聚偏氟乙烯膜的抗收缩性能,以二甲基乙酰胺作溶剂,聚乙烯吡咯烷酮为添加剂,研究了聚醚砜(PES)质量分数对聚偏氟乙烯/聚醚砜共混膜的收缩率、水通量、截留率及形态结构的影响。聚醚砜的加入可以有效地降低共混膜的收缩率,在w(PES)=1.5%时,共混膜的水通量取得极大值,截留率取得极小值。     

高性能纳滤膜的制备及性能研究

本文以磺化聚醚砜（SPES）为涂层材料,以聚砜（PSF）超滤膜为支撑层,采用涂覆法制备SPES/PSF纳滤脱色膜,研究了有机溶剂,无机、有机添加剂等因素对纳滤脱色膜性能的影响,并通过SEM表征纳滤脱色膜的表面和断面形貌。结果表明,SPES/PSF纳滤脱色膜对甲基蓝的截留率可以达到90%以上,硫酸钠的截留率低于20%,水通量可以达到70 L/（m2·h）以上,实现了低分子染料和无机盐高选择性分离。     

聚乙烯吡咯烷酮对聚醚砜膜结构和性能的影响

以聚醚砜为膜材料,聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为添加剂,N,N-二甲基乙酰胺为溶剂,采用相转化法制备了聚醚砜超滤膜。通过制膜液粘度、膜的孔隙率、表面接触角、机械性能以及对牛血清蛋白分离性能的测试和扫描电镜（SEM）对膜孔结构的观察,研究了PVP的添加量对聚醚砜制膜液粘度及其膜结构和性能的影响。结果表明,PVP的添加提高了膜的亲水性和制膜液的粘度,但膜的抗拉强度有所降低;膜的水通量随着PVP含量的增加先升高后降低,在5%时最大水通量是508.33L/（m^2·h）,而此时牛蛋白截留率最小为66.27%;SEM观察的结果是膜的断面上部形成指状孔结构,下部形成海绵状孔结构,当PVP含量为5%时膜有斜指状孔结构,且指状孔也逐渐延伸到膜的底部,其壁为稀疏的海绵状孔结构。     

石墨烯改性复合反渗透膜的结构和性能研究

在聚砜铸膜液中加入石墨烯分散液(GDN),以纯水为凝固浴,采用浸没沉淀相转化法制备支撑层,并以界面聚合法制备复合反渗透膜,利用场发射扫描电子显微镜、原子力显微镜、接触角测量仪等技术对支撑层和复合反渗透膜结构和性能进行表征测试。结果表明,GDN可以有效提高多孔支撑层表面皮层厚度,当PS铸膜液中GDN添加质量分数为0.1%时,复合反渗透膜水通量最高,接触角最低,在牛血清蛋白水溶液中测试通量衰减幅度最小。制备的复合反渗透膜具有表面粗糙度小、亲水性好和耐污染能力强等优点。     

溶剂改性氧化石墨烯(GO)杂化反渗透膜性能的研究

研究了不同聚砜(PSF)底膜溶剂N,N-二甲基甲酰胺(DMF)浸泡时间、氧化石墨烯(GO)添加量对改性GO纳米杂化反渗透膜(GO-RO膜)性能的影响。结果表明,底膜在40℃、DMF质量分数30%的水溶液中浸泡50 min后,所得GO-RO膜具有较好的分离性能,水通量为85 L/(m~2·h),截留率为99.1%,水通量较底膜未浸泡的GO-RO膜提高近75%。使用浸泡50 min的底膜所制备的GO-RO膜在添加GO的质量分数为0.05%时,膜表面GO团聚较少,性能较为优良,水通量为80 L/(m~2·h),截留率为99.1%,水通量较空白对照组提高近100%。原子力显微镜分析显示,随着GO添加量的增加,膜表面粗糙度不断的增加;X射线光电子能谱仪分析显示,随着GO添加量的增加,膜分离层中GO含量也不断的增加。     

表面改性纳米二氧化钛-芳香聚酰胺复合反渗透膜的制备与表征

采用TMC对亲水纳米TiO2进行表面改性,然后添加在复合反渗透膜的聚酰胺层中,制备了改性纳米TiO2-聚酰胺复合反渗透膜。改性纳米TiO2使用红外光谱法(FTIR)和粒径分析仪进行表征;采用渗透试验,扫描电镜(SEM)、静态接触角仪、原子力显微镜等对复合膜的性能和结构分别测试和表征。结果表明,改性TiO2的表面接枝上酰氯基团,在有机溶剂中的分散性得到提高;SEM和AFM照片证实,TiO2在膜表面分布均匀,膜表面粗糙度增加;杂化复合膜亲水性也有一定程度的提高;膜性能测试结果证实了添加TiO2的复合膜水通量均高于纯聚酰胺膜,同时脱盐率变化很小。当改性TiO2的添加量为0.05%(m/v)时,水通量由11.21 L/(m2.h)提升到32.61 L/(m2.h),对NaCl截留率达到98.9%。试验结果表明,改性TiO2很好地分散在聚酰胺层,提高了水通量,还保持了高脱盐率,膜性能得到提高。     

高通量聚醚砜纳滤膜的制备及对染料浓缩脱盐

以聚醚砜（PES）为膜材料,以嵌段式聚醚 Pluronic F127为添加剂,利用特制刮膜设备通过相转化法制备出高通量PES/Pluronic F127复合纳滤膜,并将其用于染料的浓缩脱盐。研究了添加剂含量、溶剂蒸发温度和蒸发时间对膜结构和膜性能的影响,考察了不同操作压力和操作温度下膜对染料的分离性能。扫描电镜 （SEM）、接触角、孔隙率数据和蛋白吸附测试结果表明,Pluronic F127改善了膜孔结构,提高了孔隙率,并且显著提高了膜的抗污染性能。纯水通量、截留率以及膜表面孔径表征结果表明,当Pluronic F127含量为3%、溶剂蒸发温度为90℃、 蒸发时间为18 s时,膜的分离性能最佳。在0.6 MPa下该膜对低分子量染料的截留率可达99.9%,且通量达到110.2 L·m^-2·h^-1,对NaCl的截留率仅为5.5%。在12 h的染料浓缩脱盐中,膜对染料的通量维持在较高水平且截留率始终保持在99%左右,具有良好的稳定性和抗污染性。     

阳离子聚丙烯酰胺改性聚乙烯醇纳滤膜的研究

采用阳离子聚丙烯酰胺与不同型号聚乙烯醇共混,采用溶液涂覆法在聚砜超滤膜上制备了共混改性聚乙烯醇纳滤膜,通过测试纯水通量、无机盐和小分子有机物的脱除率研究了膜片的分离性能,通过接触角实验表征了膜的表面亲水性,通过扫描电镜观察膜的结构。实验结果表明,共混改性聚乙烯醇纳滤膜片相比未改性聚乙烯醇纳滤膜,在膜性能上有显著提高,具有适中纯水水通量,测试为130 L/(m2·h),有较好的选择性分离能力,对Na2SO4的截留率为71%,对NaCl的截留率为23%,对PEG600的截留率为75%;通过加入阳离子聚丙烯酰胺,在纳滤膜表面引入季铵盐阳离子基团,增加了膜片的亲水性和选择性。     

氧化石墨烯掺杂反渗透混合基质膜制备及性能

由于芳香族聚酰胺反渗透膜在抗污染性以及耐氯性方面存在不足,限制了其在海水淡化等方面的应用。采用往油相中添加氧化石墨烯(GO)的二次界面聚合法改性了商业反渗透膜,评价了GO掺杂反渗透混合基质膜的分离性能和耐氯性能,并用接触角仪、Zeta电位仪、扫描电镜和原子力显微镜等仪器表征了膜的亲水性能、荷电性能以及膜表面形貌。结果表明,GO的添加提高了膜的分离性能、耐氯性能和亲水性能;当GO添加量为30 mg·L-1时,膜的通量为(77.7±0.9)L·m-2·h-1,膜的截留率为97.6%±0.5%,相比商业膜分别提高了38.4%和4.5%。当氯化强度低于4800 mg·L-1·h时,膜的水通量和盐截留率变化不明显。     

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)。     

芳香聚酰胺反渗透复合膜的抗氧化性能研究

研究次氯酸钠、双氧水、过氧乙酸等氧化剂对芳香聚酰胺反渗透膜性能的影响.通过膜表面接触角、膜通量、截留率以及表面化学结构等表征,重点考察了pH、氧化剂浓度以及处理时间对膜的分离性能和化学结构的影响.结果表明,芳香聚酰胺反渗透膜对过氧乙酸和双氧水具有较好的抗氧化性能,其对次氯酸钠的抗氧化性能与pH、次氯酸钠浓度、处理时间等有关.为芳香聚酰胺反渗透膜的有机生物污染处理工艺的选择提供理论和试验依据.     

新型聚醚砜-磺化聚醚砜共混膜的性能研究

以浓硫酸为聚醚砜(PES)的溶剂和磺化剂,制备磺化聚醚砜(SPES)。选取磺化度(DS)为14%的SPES溶液,制备PES-SPES共混膜,考察了共混膜的脱盐效果和抗污染性能。结果表明,共混膜的基质材料中,随SPES、PES的质量比的增加,共混膜表面膜孔径增大,断面结构由指状孔向海绵状孔转化,共混膜水通量增加,截留率降低,当SPES的DS为14%、SPES、PES的质量比0.75时,制得共混膜水通量为253.7 L/(m~2·h),对PEG6000、PEG10000和PEG20000的截留率分别为56.8%、74.5%和90.6%;共混膜在相同测试条件下对Na_2SO_4截留效果大于NaCl,经亲水改性的PES-SPES共混膜亲水性提高,抗污染性能明显增强。     

负载纳米银磺化聚醚砜超滤的制备及其抗菌性研究

为了改善聚醚砜（PES）膜的抗污染性能,将PES磺化,通过磺酸基与Ag+的相互作用及维生素C的还原作用,将Ag负载在磺化聚醚砜（SPES）膜表面,制备了负载纳米银磺化超滤聚醚砜膜（SPES@Ag）。通过扫描电镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）、X射线衍射（XRD）对SPES@Ag超滤膜进行了表征,并通过细胞吸附法进行了抗菌性测试。结果表明,纳米银的平均尺寸为120 nm,它的负载提高了超滤膜的抗菌性能,对大肠杆菌、假单胞菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率分别达到了96.7%,98.3%,87.7%。此外,通量和截留率的测试的结果表明,SPES@Ag超滤膜的水通量为438.4 L/m2.h,对牛血清蛋白(BSA)的截留率达到94.5%。     

PVC-SPES共混膜的制备及其在废水处理中的应用研究

为提高聚氯乙烯(PVC)膜的亲水性及其耐污染性,将聚醚砜(PES)磺化得到磺化聚醚砜(SPES),然后利用溶液共混的方法将PVC与SPES共混,通过溶剂-非溶剂扩散诱导相分离的方法制备了PVC-SPES共混膜。在此基础上对PVC-SPES共混膜的性能进行了测试,包括膜的断面和表面微观结构电镜扫描、水通量、截留率、机械强度、含水率和表面接触角的测试及膜表面化学成分的光电子能谱分析(XPS),同时对PVC膜与PVC-SPES共混膜在对生化降解后的污水过滤的情况进行了比较,结果表明,PVC-SPES共混膜为典型的非对称多孔膜;PVC-SPES共混膜水通量、机械强度和亲水性较PVC膜有显著提高,截留率略有下降;PVC-SPES共混膜比PVC膜具有更优良的耐污染性能,共混比(PVC和SPES的质量比)为8/2时综合性能最佳。     

单宁改性皮胶原纤维膜用于油水分离的研究

用杨梅单宁改性皮胶原纤维膜,制备出了新型膜分离材料,并研究了这种膜材料用于油水分离的效果.扫描电镜分析表明,这种膜材料呈纤维网状结构,其通道呈"之"字型,并存在大量微细短纤维束,这使乳液易于破乳而聚集.以邻苯二甲酸二丁酯为油组份,系统研究了单宁改性胶原纤维膜的油水(O/W)分离特性.结果表明:使用单层膜和多层膜对油的截留率几乎没有影响,其截留率为80%左右,但使用多层膜时膜的水通量将明显下降.油浓度升高,截留率升高,膜的水通量下降.升高pH,截留率升高,但膜的水通量下降.如果在膜的表面施加搅拌,则膜对油的截留率下降,但水通量提高.膜重复使用三次,其截留率及水通量基本不变.上述研究结果表明,单宁改性皮胶原纤维膜具有良好的油水分离性质.     

聚芳硫醚砜(PASS)分离膜的磺化改性研究

在聚芳硫醚砜(PASS)树脂结构上引入磺酸基可以改善其亲水性较差的缺点,从而提高分离膜的水通量,同时提高其抗污染能力。研究采用浓硫酸为溶剂,氯磺酸作为磺化试剂自制磺化PASS(SPASS),并用其制备了PASS/SPASS共混分离膜,探究了SPASS对分离膜性能的影响。结果表明,随着共混膜中SPASS含量的增大,分离膜的支撑层指状孔结构变得更密集,皮层有一定增厚,下部大孔状结果越发明显;SPASS的添加使分离膜的亲水性能得到明显提升,水通量提高,并且截留率保持在一定范围;同时SPASS的引入并未降低分离膜的热性能,且其力学性能得到了一定的提升。     

负载纳米银磺化聚醚砜超滤膜的制备及其抗菌性

为了改善聚醚砜(PES)膜的抗污染性能,将PES磺化并制成超滤膜,然后将超滤膜浸渍在硝酸银溶液中,吸附Ag~+的超滤膜在维生素C的还原作用下将Ag负载在膜表面,制备了负载纳米银磺化超滤聚醚砜膜(SPES-Ag)。通过扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)对SPES-Ag超滤膜进行了表征,并通过细胞吸附法进行了抗菌性测试。结果表明,纳米银的平均尺寸为120 nm,它的负载提高了超滤膜的抗菌性能,对大肠杆菌、假单胞菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率分别达到了96.7%,98.3%,87.7%。此外,水通量和截留率的测试结果表明,SPES-Ag超滤膜的水通量为438.4 L/(m~2·h),对牛血清蛋白(BSA)的截留率达到94.3%。