PTFE微孔薄膜在油水分离中的应用研究

研究了疏水性聚四氟乙烯(PTFE)微孔膜的结构、润湿性、可重复使用性以及在不同温度、pH下对煤油、汽油和柴油的分离速率的影响。结果表明,在常温下,PTFE微孔薄膜对含油废水中油的去除率可达90%以上;PTFE微孔薄膜油水分离速率不受含油废水中pH的影响,但随着温度的升高而加快;对不同的含油废水有着不同的分离速率,其中对汽油的分离速率最高,稳定后可达800 L/(m2.h),煤油次之,对柴油的分离效率最低,低至稳定后为650L/(m2.h)。另外,由于PTFE微孔膜采用的是表面过滤的方式,所以膜具有非常好的可重复使用性,是一种非常理想的油水分离膜。     

油水分离膜表面结构可控合成及性能研究

石油开采过程中会产生大量的油水混合物,每天生产生活中也会产生大量含油废水,如何处理这些油水混合物,是环境保护和可持续发展的重大需求。针对含油量较高的油水混合物,本工作制备了疏水-超亲油分离膜。以机械性能较好的泡沫镍为过滤基体,采用电沉积方法,在泡沫镍表面沉积铜颗粒,构筑亲油疏水表面。研究了沉积电位和沉积时间对表面结构的影响,并测试了分离膜表面结构、表面粗糙度及水滴在膜表面的接触角,并对所制备的分离膜进行油水分离性能测试和多次循环的稳定性测试。结果表明,所制备的分离膜具有良好的循环分离性能,对于油水混合物循环十次后分离效率仍在90%以上。本研究为高效油水分离膜材料开发提供了新思路,并拓展了电化学表面改性的应用领域。     

基于超疏水金属微孔薄板的油水分离数值模拟

通过超疏水金属微孔板的油水分离技术,能解决油水的绿色、高效地分离的难题。首先,简化超疏水微孔薄板表面微观结构,模拟静置油水分离过程,以及不同输出水流速度冲击超疏水表面。在此基础上,研究压力和微孔孔径对油水分离和流体动能对超疏水表面的影响。结果表明,压力不断增大,水流最终会穿过超疏水微孔板;水与超疏水微孔薄板间产生气垫,有利于增大油滴润湿面积,加快油水分离速度,气垫厚度随着微孔孔径的增大而减小;输出水流速度增大,动能增大,水流能通过微孔。     

特殊润湿性表面的油水分离研究进展

以油水分离的材料表面润湿性为主线,介绍了特殊润湿性表面的制备机理,分析了超疏水超亲油、超亲水超亲油、超亲水超疏油、可转换润湿性的智能表面的优缺点,提出了特殊润湿性材料在油水分离方面的改进方向。未来特殊润湿性材料表面必定向环保、低廉、多功能的方向发展。     

特殊润湿性表面的油水分离研究进展

以油水分离的材料表面润湿性为主线,介绍了特殊润湿性表面的制备机理,分析了超疏水超亲油、超亲水超亲油、超亲水超疏油、可转换润湿性的智能表面的优缺点,提出了特殊润湿性材料在油水分离方面的改进方向.未来特殊润湿性材料表面必定向环保、低廉、多功能的方向发展.     

特殊浸润性膜的油水分离研究进展

以特殊浸润材料的浸润机理出发,介绍了构建具有特殊浸润性膜的方法,阐述了"去油型"、"去水型"、"智能控制型"分离膜的研究成果。具有特殊浸润性的膜分离效率高、循环性能好,在处理油水混合物方面有极大的潜力。对其现存的问题及未来发展进行了展望,认为需要开发出分离性能好、抗污染性能优异、可大规模生产的商业膜;需要解决分离后乳化剂的去除问题,以及在分离过程中对膜污染的清洗方式、清洗效果;迫切需要开发出一种可同时分离"油包水""水包油"混合物的高效简单分离膜。     

特殊浸润性膜材料的油水分离研究进展

本文简要介绍了含油废水的特点和特殊浸润性膜材料的基础理论,总结了不同特殊浸润性有机膜和无机膜材料在油水分离中的应用,并对特殊浸润性膜材料的后续研究方向做出展望。     

面向油水分离的无机膜制备及应用进展

膜技术是处理含油污水及含水油液的有效分离方法。无机膜材料由于可调变的表面性质和良好的稳定性,即使在苛刻的条件下,在分离油水方面表现出优异的分离性能。本文首先阐述了设计与制备油水分离膜的理论基础,包括分离过程中压力驱动力和膜表面特性对膜通量和选择性的影响;然后综述了当前国内外用于油水分离的无机膜的制备及其应用进展,重点介绍分子筛膜、金属氧化物/金属氢氧化物膜和氧化石墨烯膜等的研究,分析了在不同油水混合物中研究者们调控无机膜表面性能的策略,提出膜表面润湿性和膜结构是提高膜分离效率和抗污染性的关键;最后指出抵制含大量表面活性剂、碱液及有机聚合物种的乳化油对膜造成污染,是无机膜亟需解决的问题,并展望了无机膜在分离油水方面的发展方向。     

高通量、抗污染油水分离膜的研究进展

膜分离是深度处理含油废水的有效技术之一,对生态环境保护,提高资源利用率,实现“双碳”目标具有重要意义。开发分离效率高、运行稳定性强的高性能膜材料是油水分离膜研制的热点。综述了近年来油水分离膜在渗透性能和抗污染性能强化方面的研究进展,重点对膜性能强化的机制进行讨论,并分别从传质机制和抗污染机制角度对强化策略进行归纳总结。最后,提出了高性能油水分离膜材料开发存在的问题,对未来的油水分离膜材料的研制方向进行了展望。     

中科院PVDF油水分离膜研究取得进展

近年来,海上溢油事件频发、油田回注水处理以及机械、化工等行业中含油废水的处理引起全世界范围的关注。如何实现油水混合物的高效分离,是工业界和科学界关注的热点,油水微乳液的分离因为其乳化特性以及尺寸效应,是油水分离的难点。中国科学院宁波材料技术与工程研究所围绕聚偏氟乙烯微孔膜及其油水分离应用开展了系列工作。通过原位改性以及聚合物软模板剥离技术控制相转化过程,分别调控PVDF膜表面具有微纳尺度结构以及亲水性聚合物网络在PVDF膜表面的均匀镶嵌,制备     

疏水亲油分离膜的润湿性研究进展

疏水亲油分离膜通过透过油相、截留水相而实现油水分离过程,它具有绿色、高效、易于工业放大等特点,在环境保护、水处理、有机液体分离与回收等领域具有广阔的应用前景,已成为膜科学与技术领域的研发热点。本文回顾了润湿方程的发展历史,介绍了表面润湿性和孔径的协同作用对膜分离过程的影响,讨论了疏水亲油分离膜的设计策略,包括在低表面能材料的表面构建粗糙或微纳米结构和使用低表面能材料对粗糙表面进行疏水改性。最后,对疏水亲油分离膜的发展趋势进行了展望,今后需进一步完善表面浸润理论,开发易于工业生产的制膜方法,探究疏水亲油分离膜对复杂油水混合物（如高黏度、多组分）的分离效果。     

纤维素基油水分离材料研究进展

石油泄漏事故及工业含油废水排放等严重破坏了人类赖以生存的生态环境,如何有效分离油水混合物成了当前的研究热点。传统的油水分离材料的不可回收性带来材料的二次污染极大限制了它们的广泛应用。纤维素是地球上最丰富的天然聚合物,并且具有生物相容性、生物降解性、化学稳定性和低成本等特点,因此纤维素基油水分离材料亦受到广泛关注。本文系统总结了近年来过滤型和吸附型纤维素基油水分离材料的研究进展,重点围绕纤维素类物质作材料基底（滤纸、棉布等）、用其进行表面改性（纤维素纳米晶体、纤维素衍生物等）以及全纤维素基油水分离材料等方面进行详细分析和介绍,对纤维素基油水分离材料存在的问题进行了探讨,并对其未来发展进行了展望。     

三维超浸润多孔材料在油水分离中的研究进展

受自然界超浸润现象的启发,三维超浸润多孔材料因其具有独特的油水分离优势受到科研工作者的广泛关注。本文首先分析了三维超浸润多孔油水分离材料的表面浸润性基础模型,包括Young模型、Wenzel模型和Cassie-Baxter模型;随后指出设计三维超浸润多孔材料的关键是调控材料的表面能和纳微结构,总结了三维超浸润多孔材料存在的独特优势,包括空隙率高、密度小、质地轻、比表面积大等特性;揭示了常见的三维超浸润多孔材料的油水分离原理,包括表面介质或基团对油滴/水滴的吸附效应以及不同亲疏性的选择效应。基于此,概括了不同种类三维超浸润多孔材料在油水分离领域中的研究进展,包括三维超浸润多孔海绵、三维超浸润多孔泡沫、三维超浸润多孔气凝胶,并针对不同类型三维超浸润多孔材料在油水分离过程中存在的独特优势和缺陷进行了总结,指出三维超浸润多孔材料在实际应用中存在的问题和挑战,并对研究出机械性能稳定、回弹性好、具备持久分离效果的三维超浸润多孔材料进行了展望。     

室温下ZnO超疏水表面的制备及油水分离性能

利用简便的液相法,在室温下于不锈钢网上沉积ZnO纳米片和纳米花粗糙结构,接着通过浸渍法修饰低表面能物质硬脂酸,制备了超疏水不锈钢网。对沉积后的不锈钢网表面形貌、晶体结构、润湿性能、耐磨性能、油水分离性能等进行表征与测定。结果表明,该不锈钢网表面由纳米片和纳米花组成的微纳米结构ZnO构成,具有超疏水性,水接触角161 °;油水分离效率达98%,循环使用20次后分离效率仍保持在95.5%以上;具有良好的机械耐磨性,在高盐环境中表现出化学稳定性。     

无机陶瓷膜分离技术的研究进展

化工生产过程中所需的液固、气固及多组分分离已成为化工生产中的重要技术。无机陶瓷膜具有耐腐蚀、耐高温、机械强度好等一系列优势,被广泛应用于各种化工分离技术中。综述陶瓷膜分离技术中的原理、膜系统的设计及应用。     

化工过程膜分离技术的发展

近年,膜分离技术在化工领域广泛应用,使传统的分离方法发生了质的变化。预计未来,膜分离技术将有取代传统分离技术之势。文中介绍了膜分离技术开发过程与特点,当前的应用水平和技术经济分析,指出今后研究方向,并对我国的开发工作提出了建议。     

油水强化分离技术

油水混合物广泛存在于各类工业过程中,其体系性质、强化分离技术一直是化工分离领域研究的重要课题之一。以沉降、旋流、电聚结等常规物理分离技术配合化学药剂破乳的传统分离方法,存在分离效率低、二次污染等问题,近年来以多物理场耦合、新型分离材料等为代表的强化分离技术的发展受到广泛关注。本文以石油工业中大体量的油包水型原油乳状液和水包油型含油污水乳状液的分离为对象,阐述了油水混合物的形成、体系分类及其基本理化性质,通过分析微观界面膜指出打破乳状液的稳定性是强化分离的关键,并从常规分离技术、外场强化、分离材料、耦合强化等方面系统介绍了各类分离技术及其特点,最后对油水强化分离技术的研究和发展方向进行了展望。     

膜技术分离稀土金属元素的研究进展

稀土金属元素是我国重要的战略资源,因其在高精尖产品中的独特作用,稀土金属元素的分离纯化显得格外重要。膜分离技术是一种高效率、低能耗、环境友好的分离手段,在众多领域应用广泛,将其用于稀土金属分离可明显提升分离效率,降低稀土工业对环境的破坏,但目前的研究尚处于起步阶段,将面临较多挑战。本文介绍了膜技术分离稀土金属的三种策略,包括离子印迹膜、聚合物包合膜和液膜,总结了膜材料的制备方法和分离性能,分析比较了膜技术细分类型的特点和利弊。本文还指出离子印迹膜的选择分离性优势巨大,但在吸附容量上仍有提升空间,也是未来几年膜分离技术的研究重点;聚合物包合膜和液膜分离技术,可根据萃取剂类型和用量灵活调整活性位点种类和数量,在膜技术分离稀土金属的工业化应用方面具有较大潜力。     

膜分离技术在染料行业中的应用研究进展

介绍了粗制染料的脱盐与浓缩纯化生产的研究进展。膜分离作为一种清洁生产工艺技术,使合成染料的脱盐和浓缩同时进行,从而成功地得到高浓度、低盐的染料产品如活性染料、荧光增白剂和酸性染料等。在膜法治理染料废水方面,介绍了膜分离、预处理/膜分离组合和膜分离/氧化组合等3种工艺及其应用实例,并简要介绍了新型膜材料和膜过程的发展状况。     

Impact of chemical oxidation on sludge properties and membrane flux in membrane separation bioreactors

The effects of sodium hypochlorite (NaOCl) on sludge properties and membrane permeate flux were studied using a pressurized stirred ultrafiltration cell. Oxidation with NaOCl resulted in sludge solubilization and decreased sludge floc sizes. The sludge dissolution constant was estimated at 0.3 ± 0.1 mg sludge mg^?1 free chlorine under testing conditions. The increases in soluble chemical oxygen demand and total carbohydrate concentration in centrifuged supernatant were less than proportional to chemical dosage. Membrane permeate fluxes were much lower as a result of oxidation. Soluble biopolymers accounted for more than 76% of the total hydraulic resistance during ultrafiltration of oxidized sludge. By contrast, both the settleable sludge flocs and the soluble biopolymers were important contributors to the hydraulic resistance of sludge before oxidation. Given the benefits of NaOCl solution for membrane cleaning and its negative impact on sludge properties, the quantity of NaOCl solution used for maintenance cleaning of membranes should be optimized. Copyright © 2004 Society of Chemical Industry