三醋酸纤维素正渗透膜用于大豆低聚糖浓缩的研究

<正>渗透(FO)过程是近些年发展起来的一种新型渗透驱动膜分离过程,它具有低能耗、高分离、低膜污染、常温常压下运行等优点,使其在诸多领域,特别在浓缩领域中有着很好的应用前景.通过相转化法制备三醋酸纤维素(CTA)正渗透膜,采用此正渗透膜对大豆低聚糖进行了浓缩,并研究了浓缩过程中膜的污染及清洗.结果表明,所制备CTA正渗透膜以去离子水为原料液,0.1mol/L NaCl为汲取液时的水通量为13.6L/(m2·h),对NaCl的截留率为94%~99%.在用于浓缩大豆低聚糖的过程中,累计浓缩150min,膜水通量由12.0L/(m2·h)降低到5.9L/(m2·h),总可溶物从1.0°Brix上升到8.0°Brix.在浓缩过程中正渗透膜表现出污染轻,易清洗等优点.     

微滤和反渗透膜组合工艺浓缩罗汉果汁的研究

采用微滤(MF)和反渗透(RO)膜组合工艺浓缩罗汉果汁.研究了反渗透膜浓缩罗汉果汁的最佳操作运行条件:压力1.4～1.6 MPa,温度36±1℃,浓缩比达到4.6时对膜进行化学清洗以恢复膜通量.由于反渗透法对预处理技术要求较高,采用微滤陶瓷复合膜作为预处理系统,能够很好地保持反渗透膜的通量.这种膜组合处理效果较佳,得到的果汁澄清透明.反渗透法预浓缩罗汉汁比蒸发法大大节省了能耗.     

膜法染料废水处理工艺研究

用乙酸纤维素纳滤膜 ,对染料厂的高盐度、高色度、高CODCr染料废水的处理操作条件 (进料量、压力 )、浓缩过程 (染料含量、浓缩倍率 )、膜的污染和清洗等方面进行了详细研究 .结果表明 ,用纳滤膜技术处理染料废水时 ,过程的通量随着进料流量和操作压力的升高而增大 ,并随着浓缩过程的进行即染料含量和浓缩倍率的增加而下降 ,但仍对染料保持很高的截留率 ,且在高染料浓度 (高浓缩倍率 )下 ,压力对通量影响下降 :在过程回收率达到 80 %(浓缩 5倍 )的情况下 ,膜对废水中色度和CODCr的去除率仍相当高 ;有效的膜清洗则可提高纳滤膜处理染料废水过程的效率 ,延长膜使用寿命 ,从而使纳滤膜法染料废水处理工艺技术更具实用价值 .     

含铍聚碳硅烷合成工艺的研究

利用PCS和Be(acac)2合成了一系列含铍聚碳硅烷(PBe CS),通过FT-IR、NMR、GPC、XPS等检测方法考察了Be含量、反应温度、反应时间对PBe CS的影响。结果显示,PCS和Be(acac)2的反应主要通过消耗PCS的Si—H键来完成;PBe CS从Be(acac)2中引入了烯醇式结构:CH3-CO-CH=C-O;在270℃左右,Be含量小于0.8%(质量分数)时,PBe CS的分子量随着Be含量的增加而增大,分布变宽,但Be含量在0.8%~1.0%(质量分数)之间时,PBe CS的分子量随着Be含量的增加而迅速减少,分布变窄;提高反应温度、延长反应时间可以使PBe CS的分子量增大,分布变宽;PBe CS的C元素和O元素的含量的增加来自Be(acac)2。     

正渗透膜用于橙汁浓缩及其污染研究

正渗透因其低能耗及低污染等优点,已在越来越多的领域得到应用.利用自制的醋酸纤维素正渗透膜应用于橙汁的浓缩,主要考察了不同汲取液、膜方位对浓缩过程的影响,并且研究了浓缩过程中的膜污染现象.结果表明,采用3 mol/L葡萄糖+2 mol/L NaCl混合溶质所配制的汲取液的通量较高,同时盐的反向渗透通量明显降低,浓缩14 h后总可溶物由11.5°Brix上升到40.5°Brix;同时还发现,FO模式下产生的稀释的内浓差极化对水通量的影响要小于PRO模式下产生的浓缩的内浓差极化.在浓缩过程中存在较轻的膜污染,清洗之后通量基本恢复,每6h清洗一次,浓缩25 h后总可溶物可从11.5°Brix达到48.0°Brix.     

MAP-POSS/不饱和环氧树脂混杂光固化膜制备与性能

由KH-570水解缩合制备甲基丙烯酰氧基丙基笼型倍半硅氧烷(MAP-POSS),并将其与不饱和环氧树脂组成自由基-阳离子混杂光固化体系。用红外光谱(FT-IR)表征固化过程特征吸收峰的变化;测试MAP-POSS含量对固化膜表面水接触角、硅元素分布以及涂膜力学性能、热性能的影响。结果表明:MAP-POSS的加入增加了体系的交联度,提高了涂膜的疏水性、热稳定性和玻璃化温度(Tg)。当MAP-POSS含量为12%(质量分数,下同)时,Tg增加了16.9℃。当MAP-POSS含量为15%时,涂膜对水的接触角由58.0°增大到94.2°。MAP-POSS的加入使涂膜的冲击强度先增加后减小。     

双疏膜膜蒸馏处理含有机溶剂废水的研究

采用内置双疏膜的真空膜蒸馏工艺处理N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)溶液、乙醇溶液、喷漆废水和气田采出水四种含有机溶剂的水溶液,考察双疏膜处理含有机溶剂废水的可行性.实验结果表明,双疏膜可用于NMMO溶液和气田采出水的浓缩.实验过程中,NMMO溶液质量分数由25.0%提高到46.0%,截留率高于99.9%;浓缩后的气田采出水COD高于15 000 mg/L,盐和有机物的截留率分别为99.8%和95%.19%乙醇溶液的产水中乙醇质量分数最高可达28.1%,始终高于浓水中的乙醇浓度,因此由于乙醇具有高挥发性,无法对其溶液进行浓缩;工业喷漆废水中有机溶剂2-丁氧基乙醇具有很强的表面活性剂功能,导致双疏膜被迅速浸润.本研究为双疏膜用于膜蒸馏技术浓缩有机溶剂废水提供了方向指导和实验支撑.     

太阳能集热真空膜蒸发系统及其盐溶液浓缩试验

采用太阳能集热真空膜蒸发系统对高浓盐水进行蒸发浓缩试验研究,考察了温度,真空度以及盐水溶液浓度对浓缩效果的影响。结果表明:温度、真空度的提高均能增大膜通量;实验中聚四氟乙烯(PTFE)膜组件的最高膜蒸发浓缩通量可达3.94kg/(m2·h);其中盐水浓度能从7%蒸发浓缩至32%,不产生明显的结晶.太阳能集热装置能维持料液温度在60~80℃范围内,供热稳定性良好,具有放大应用前景.     

氟化聚醚砜疏水膜的制备及其膜蒸馏应用

以全氟辛基乙基甲基丙烯酸酯(FMA-C_8)为接枝单体,采用溶液均相共辐照方式(~(60)Co γ射线)对聚醚砜(PES)材料进行疏水改性,制备得到氟化的PES(PES-g-PFMA-C_8),进而将其喷涂在自制多孔PES膜表面制备得到疏水化的PES膜.借助红外光谱、光电子能谱、接触角仪等对PES-g-PFMA-C_8及其改性膜进行表征,探究喷涂疏水改性对PES膜性能的影响.结果表明,疏水改性PES膜(H-PES)的疏水性较PES膜显著提高,接触角由73.1°增大到109.3°,液体进入压力由295 kPa提高到410 kPa, 70℃下对质量分数3.5%NaCl盐溶液进行真空膜蒸馏时,80 h长时间运行过程中通量保持在50kg/(m~2·h)左右,脱盐率高达99.98%;且该膜应用于海水淡化反渗透浓水处理过程中,产水水质稳定,能将海水淡化的总体水回收率由45%提高到83.7%,在膜蒸馏脱盐方面具有较好的应用潜力.     

植物单宁对酪蛋白膜的改性研究

目的 为研究不同单宁对酪蛋白膜的改性效果,探究水解类(塔拉单宁)和缩合类(杨梅单宁)单宁在不同添加量(酪蛋白固含量的5%、10%和15%)条件下对酪蛋白膜性能的影响。方法 使用溶液浇铸法制备单宁改性酪蛋白膜,对改性薄膜的水分含量、水溶性、水蒸气透过率、不透明度、紫外光屏蔽性、拉伸力学性能、热稳定性、形貌特征、抗氧化性能及化学结构进行表征。结果 塔拉单宁的添加量与改性酪蛋白膜的水分含量和水溶性呈正相关,杨梅单宁的添加量与改性酪蛋白膜的含水率和水溶性呈负相关;单宁改性后的酪蛋白膜不透明度值上升,2种单宁均能降低酪蛋白膜的水蒸气透过率和紫外光透过率,减缓酪蛋白膜的质量损失速率,增强薄膜抗氧化性;杨梅单宁有效提升了酪蛋白膜的拉伸力学性能、热稳定性及一定的抗氧化性,杨梅单宁添加量为15%时,改性酪蛋白膜性能最佳。结论 2种单宁都能赋予酪蛋白膜更优异的紫外光屏蔽性、水蒸气阻隔性和抗氧化性,杨梅单宁对酪蛋白的交联改性效果优于塔拉单宁,可有效提高酪蛋白的拉伸力学强度和热稳定性。单宁改性后的酪蛋白膜在活性包装领域上具有一定的应用潜力。     

双膜法工艺浓缩亚铵法造纸黄液制肥料

开发了陶瓷膜和有机膜耦合的双膜法工艺浓缩造纸黄液制肥料,实现了黄液有机质的高效浓缩和纯化.考察了黄液浓缩过程中总固体含量、有机质(湿固)含量、有机质(干固)含量等参数的变化情况.结果表明,陶瓷膜和有机膜均能显著提高浓缩液中的总固体含量和有机质含量,且对无机盐具有良好的洗脱效果,能够提升浓缩液中的有机质纯度.采用双膜法工艺浓缩黄液的脱水率高于70%,有机质的回收率高于90%,无机盐洗脱率高于80%.与传统的多效蒸发工艺相比,双膜法工艺能耗大幅降低,产品有机质纯度提升,具有更好的技术经济性.     

环保型阻燃含氟水性聚氨酯的设计合成及性能

通过铜催化的偶极环加成反应,采用短链2-叠氮乙酸全氟己基乙醇酯(Rf-N3)对端炔基功能化水性聚氨酯(WPU)进行接枝改性,利用WPU侧链保留的炔基高温热交联成炭机理赋予WPU阻燃性,制备了一种环保型阻燃含氟WPU,并对其结构进行了表征;研究了Rf-N3和WPU中炔基含量对改性WPU膜表面性能、热降解行为和动态燃烧性能的影响。研究结果表明,当Rf-N3含量从0%增大到30%,WPU膜的水接触角从61°增大到108°,残炭率从0.3%激增到25%,峰值热释放速率从700kW/m2下降到523kW/m2,峰值生烟速率从0.083m2/s降低到0.0495m2/s,并提出了可能的热降解机理。     

磺化杂萘联苯聚醚酮膜的电渗析脱盐和浓缩

以磺化杂萘联苯聚芳醚酮离子交换膜为电渗析阳膜,考察初始溶液体积比、流速和操作电流等条件对低浓度溶液脱盐和高浓度溶液浓缩的影响.结果表明,浓淡室初始溶液体积比从1∶1增大到3∶1时,对于低浓度溶液的脱盐效果以及能耗无明显影响;而高浓度溶液浓缩实验中,浓淡室初始溶液体积比从1∶1调节为1∶3,最终浓缩率可以从94%提高到201%.流速从20 mL/min提高到60 mL/min,对低浓度溶液的脱盐过程造成不利影响,105 min时的脱盐率从76%降低到71%;而高浓度溶液的最终浓缩率却从191%增加到223%.随着操作电流的增加,低浓度溶液脱盐率增大、高浓度溶液浓缩效率提高,但会导致操作电压和能耗增大.     

铍铝合金微弧氧化膜的微观结构、成分及性能

目前国内尚未开展铍铝合金的微弧氧化技术研究。采用微弧氧化技术在粉末冶金铍铝合金材料表面原位生长出一层氧化膜;采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)对氧化膜层的结构、形貌和成分组成进行表征分析。结果表明:氧化膜层平滑、致密,表面分布着Be、O、Al等元素。在微弧放电的高温下,氧化膜层的形成是各个反应过程的综合结果。所得氧化膜层的厚度均值为11.221μm,从氧化膜表层到基体方向,O、Si、P元素的含量有明显减少的趋势,而Al元素和Be元素含量的变化趋势则刚好相反。膜层有一定的结合强度、硬度和较小的表面粗糙度,并且能耐114 h的盐雾试验,击穿电压高于1 000 V。     

Fenton处理下PVDF基体材料改性及其膜性能研究

采用了一种新颖的改性(Fenton处理)PVDF基体材料的方法,以提高膜的润湿性和耐污染性,并对改性机理做了探讨.结果表明,经Fenton处理后制得的膜亲水性得到了提高,纯水通量由34.6 L/(m2.h)提高到52.3 L/(m2.h),膜表面水接触角由75°降为62.5°,黏附功由91.64 mN/m提高到106.42 mN/m.同时,膜的截留性能也稍有上升,膜的Ji/J0由48.8%提高到69.3%;红外图谱进一步表明,经改性后的膜材料内部接上了丙烯酸(AAc)单体.     

阳离子型含氟丙烯酸酯的制备及防水防油性能

以甲基丙烯酸十二氟庚酯(FM)、丙烯酸丁酯(BA)、苯乙烯(St)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)、丙烯酸十八酯(ODA)为原料,采用无皂乳液聚合制得了阳离子含氟丙烯酸酯多元共聚物乳液。对聚合物的结构、组成进行了表征研究,研究了共聚乳液膜表面的性质。结果表明,随着共聚物中全氟单体含量的增加,共聚物膜的表面能显著降低,当全氟单体的含量达到25%(质量分数)时,其表面能降低到19.99 mJ/m;并通过热处理表明了含氟单体随温度、时间增大更容易向表面富集的现象,当达到60min,120℃时水和油接触角分别达到了110°和83°。     

镁合金微弧氧化膜相组成及结构分析

为了解镁合金微弧氧化膜的耐蚀性能,研究了其截面不同位置的组织结构及元素分布.通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、能谱(EDS)等测试手段,对镁合金微弧氧化膜层的形貌、结构、相组成及元素分布的特点进行了系统分析.结果表明:膜层表面分布着大量均匀的放电微孔;截面致密层厚度占膜层总厚度的60%以上;XRD图谱显示陶瓷层主要由Mg2SiO4和MgO组成;由电能谱面分析可知过渡层n(Mgo):n(Mg2SiO4)=5:1,致密层n(Mgo):n(Mg2SiO4)=1:1;线性扫描测试结果显示从基体到膜层外表面,Mg元素的含量逐渐降低,O与Si元素的分布相似,均呈先增大后减小的趋势,P含量则基本保持不变.     

聚偏氟乙烯超疏水分离膜的制备

采用溶液涂覆-浸没相分离法对聚偏氟乙烯膜(PVDF)进行表面复合改性,制备了超疏水分离膜。初步考察了涂覆液中PVDF固含量和涂覆条件(浸泡时间、预蒸发时间、凝固浴组成和凝固浴温度)对复合膜疏水性能的影响。实验结果表明,当涂覆液中PVDF含量为1.88%(质量分数)时,膜丝有最大接触角136°;复合膜的接触角随浸泡时间的延长呈现先增大后减小的趋势,当浸泡时间为40s时,接触角最大,达到133°;在较短时间内(0～5s),预蒸发时间对复合膜的接触角影响不大;复合膜的接触角随着凝固浴中DMAc含量的增加而逐渐减小,随着凝固浴温度的增大而增大,当凝固浴温度为65℃时,膜表面的接触角增至153°。     

反渗透浓水预处理对气隙式膜蒸馏性能的影响

针对含有Ca2+、Mg2+及SiO32-的反渗透(RO)浓水,提出了化学除硬→絮凝沉淀→离子交换→超滤处理的新型预处理流程.研究了该预处理方法对RO浓水中易结垢离子的去除效果,及其对气隙式膜蒸馏(AGMD)性能的影响.实验结果表明,经过该预处理过程后Ca2+、Mg2+和SiO32-的含量均低于5mg/L.与常规的除硬处理不同,经过该预处理过程后,RO浓水中的难溶盐CaCO3、Mg(OH)2均未达到饱和,进行膜蒸馏浓缩时,不会立即在膜表面沉积.经预处理后,原RO浓水中的主要成分为NaCl,其可在膜蒸馏浓缩得到结晶固体.未经预处理的RO浓水浓缩7倍时,产水通量衰减了40.55%,电导率增大了22.71%,CODCr含量为40~60mg/L;对于预处理后的浓水,该衰减程度减小24.02%,且产水电导率保持相对稳定,COD含量低于10mg/L,产水可以用作工业循环冷却水和工业洗涤水,经活性炭吸附后可用作锅炉用水.预处理后的RO浓水进入AGMD装置浓缩168h,产水通量衰减缓慢,产水电导率一直维持在5μS/cm以下,整个过程中COD均小于10mg/L.     

PSS-PDADMAC改性PES微滤膜及膜抗污染性能研究

通过层层(LBL)自组装技术对聚醚砜(PES)微滤膜进行改性.以29.2g/L NaCl做为支撑电解质,在膜表面修饰一层聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDADMAC)/聚苯乙烯磺酸钠(PSS)聚电解质膜.通过电位仪、水接触角分析仪、SEM、AFM、过滤评价装置等方法对膜进行测定分析.改性后膜的最外层为PSS,膜表面负电性增加,为-35.02mV,水接触角值降低,由未改性膜的59.86°降低到37.99°;膜的表面形貌表征显示,改性后的微滤膜,表面更加平整,孔径尺寸分布更加均一;在过滤0.02g/L腐殖酸时,试验120 min后,未改性膜的通量下降为39.4%,而改性后的膜通量下降为15.5%,膜的抗污染性提高.