电场作用下荷电膜对多糖溶液的超滤性能

以分子量小于10000的右旋糖苷硫酸酯为分离对象,通过膜通量、截留率、膜通量衰减程度和膜的清洗恢复率等参数的测定,考察了外加直流电场作用下荷电超滤膜的分离性能。结果表明：与中性膜PES300相比,外加电场下荷电膜的膜通量和截留率都有所提高,而膜通量衰减程度由41．86％分别降低到19．51％和13．28％。结合使用膜改性和外加电场两种强化方法,膜的衰减程度可进一步降至8．33％,而且使用过的荷电膜清洗后其膜通量的恢复率可达到95％,表明能较大地改善膜的抗污染性能。     

电场强化错流膜过滤的研究

电场强化错流膜过滤技术可有效改善膜污染和浓差极化对错流过滤带来的不利影响。就电场膜过滤装置、机理、外加电场及影响渗透通量的因素这4个方面进行综述。目前研制的新型附加电场中空纤维膜组件克服了传统膜过滤组件的缺点,显示出很大的工程应用前景。电场强化错流膜过滤中会发生电泳和电渗等电动力学效应以及电化学效应。电泳是减缓膜污染一个主要因素,电泳和电渗两者共同作用,可以大幅提高过滤通量。采用脉冲电场可以减缓过滤速率的衰减幅度,节省单位体积滤液的电功率比耗。当颗粒具有较高Zeta电位、外加场强及跨膜压力接近临界值、错流速率较高时,过滤通量极限值将会得到提高。     

复合无机纳米颗粒改性有机超滤膜的制备及其性能研究

为提高聚偏氟乙烯超滤膜的亲水性,增强其在水处理中的抗污染能力,采用无机纳米颗粒二氧化钛、氧化铝与聚偏氟乙烯共混,使用相转化法流延工艺制得无机改性有机高分子板式共混超滤膜;用杯式超滤装置考察了无机纳米颗粒的含量对改性膜性能的影响,用扫描电子显微镜观察纳米氧化铝颗粒、氧化钛颗粒在膜中的分布,对膜表面、断面孔结构及孔径进行观察;采用X射线光电子能谱测定改性超滤膜的元素组成及其比例.结果表明,纳米颗粒加入的总质量分数为3％,二氧化钛与氧化铝的加入质量比为1:1时,改性膜的水通量最大;纳米颗粒的加入并没有改变有机膜的微观结构和形态;改性超滤膜不仅保持了PVDF膜优良性能,而且增加了其强度、亲水性和抗污染性能.     

两种支撑材料对PVDF膜微观结构和性能的影响

选用2种无纺布(W₁、W₂)作为膜支撑材料,通过非溶剂致相分离(Nips)法制备聚偏氟乙烯(PVDF)平板膜,利用扫描电子显微镜、接触角测试仪对无纺布和膜的形貌和亲水性进行分析,分析支撑材料的表面形貌和亲水性对PVDF膜微观结构、抗污染、水通量和剥离强度的影响。结果表明,W₂的纤维直径较大,呈三维排列的网络几何结构,纤维间的结合更紧密。与W₁相比,W₂接触角增大至96°,虽然支撑材料的亲水性降低,但是,以W₂为支撑材料制备的PVDF膜综合性能最佳,纯水通量为910 L/(m²·h),通量恢复率为98.4%,无纺布与膜的剥离强度为244 N/m。在相同刮膜条件下,以W₁为支撑材料制备的膜纯水通量为230 L/(m²·h),通量恢复率为80.6%,剥离强度为160 N/m。因此,将密度小、质量大的无纺布(W₂)作为支撑材料,能提高PVDF平板膜的综合性能。     

电场作用下的十字流膜滤初探

本文根据现代膜过滤技术中膜滤速度低下的原因，提出了附加电场的初步试验结果。试验研究表明直流电场会提高膜滤速率。而且有一个临界场强Ｅ＿ｃ存在，当所加电场略高于此值时将获得最佳的膜滤速率     

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。     

电场对超滤膜污染和去除性能影响的研究

研究了电场对超滤膜污染和去除性能的影响。结果表明,原水中的腐植酸在电场中发生电泳迁移,减少了向膜表面的移动,同时发生凝聚现象,沉积在膜表面形成疏松的滤饼层,有效的减缓了膜污染。经过与普通超滤膜过滤的平行试验比较得出,附加电场后对羟苯甲酮(BP-3)的去除率提高了70%～100%。同时发现,吸附是大孔径低压膜去除小分子BP-3的主要作用,水中腐植酸的存在对超滤去除BP-3有一定的促进作用。通过稀HCl、NaOH溶液浸泡和水力冲洗,可有效消除膜污染,使得膜过滤通量得到恢复。     

自组装法制备PVDF-SiO2/PVSQ超疏水复合膜及膜蒸馏抗污染性能

采用乙烯基三甲氧基硅烷(VTMOS)对SiO₂疏水改性,通过自组装法,将改性SiO₂接枝在商业PVDF(聚偏氟乙烯)膜表面,使其表面达到超疏水。利用场发射电子显微镜、红外光谱仪、接触角测量仪及毛细流孔径分析仪等仪器对改性前后膜的表面形貌、化学组成、接触角及孔径变化等性能参数进行表征。结果表明,VTMOS不仅对SiO₂疏水改性,还通过自身的水解缩聚反应,生成了规整圆球状的聚乙烯基倍半硅氧烷(PVSQ)微粒,纳米级SiO₂分布于微米级PVSQ表面,在改性膜表面构造了多层次微/纳米粗糙表面,在低表面能疏水基团乙烯基和甲氧基的共同作用下,成功实现了超疏水改性,改性膜水接触角达到159.5°,滚动角降至8.1°。以NaCl、HA和CaCl₂混合溶液为进料液,对商业PVDF膜和改性膜进行了长期直接接触式膜蒸馏(DCMD)实验,探究其抗污染性能。结果表明,改性膜适用于长期DCMD实验,并表现出比商业PVDF膜更稳定的通量,截盐率始终大于99.99%,具有良好的稳定性和抗污染性能。     

g-C3N4/PVDF改性复合膜的制备及性能研究

将三聚氰胺烧制法制得的g-C₃N₄添加至PVDF铸膜液基体,采用相转化法制备g-C₃N₄/PVDF改性复合膜。X射线衍射、红外光谱和接触角测试实验结果表明,g-C₃N₄和PVDF有效结合,且在相转化过程中g-C₃N₄转移至膜表面,复合膜表面的亲水性增强。借助SEM发现g-C₃N₄/PVDF改性复合膜孔道和孔径均发生了改变。结合膜性能测试实验,证实其亲水性有较大提升,接触角降至58.6°,J_w为PVDF-0膜的2.5倍。此外g-C₃N₄能有效活化分子氧,产生超氧自由基用于有机污染物的光催化降解,对于BSA的截留率提高了56%左右,对亚甲基蓝溶液的截留率提高了49%,较纯PVDF膜有更优的抗污染性,通量恢复率可达85.28%。     

电场辅助制备多壁碳纳米管/聚苯乙烯复合膜的气体分离性能

采用溶液浇铸法制备了不同含量多壁碳纳米管（MWCNTs）和聚苯乙烯（PS）掺杂的气体分离复合膜,成膜过程中在垂直于铸膜液平面的方向上施加场强为2000 V·cm^-1,频率为1 Hz的交变电场,直至溶剂挥发完全。采用荧光分光光度计、体式显微镜和数字万用表考察了膜的荧光特性,铸膜液中MWCNTs对水平电场的响应,MWCNTs在膜中的分散情况以及膜的垂直向电阻率,测定了复合膜对CO₂、CH₄的渗透系数。结果表明电场作用不仅可以实现MWCNTs在膜中的定向排布,还能够使MWCNTs在膜中分散得更均匀,定向复合膜CO₂和CH₄的透过性和选择性都优于非定向复合膜。     

烧结温度对TiO2/不锈钢中空纤维复合膜结构和性能的影响

不锈钢中空纤维膜基膜孔径大,直接涂覆分离层容易产生表面缺陷。在二氧化钛悬浮液中加入聚乙烯醇作为黏结剂,通过真空辅助抽滤法在不锈钢中空纤维基膜表面形成一层均匀的分离层。通过高温烧结得到了TiO₂/不锈钢中空纤维复合膜,考察了烧结温度对于TiO₂/不锈钢中空纤维复合膜表面分离层形貌和结构的影响。不同烧结温度时,TiO₂/不锈钢中空纤维复合膜的表面形貌有所差异;随着烧结温度的升高,不锈钢复合膜的孔径和纯水通量均先升高再下降。当烧结温度为500℃时,表面涂层均匀,孔径分布集中,水通量较高。最后,以SPT-500膜测试了水包油乳液分离效果,分离效率达到99%以上,且具有良好的抗污染性能。     

聚砜/纳米TiO2有机-无机复合超滤膜的制备与表征

用阴离子表面活性剂改性的纳米TiO2,加入到聚砜铸膜液中,采用相转化法制备了分散均匀的聚砜/ TiO2复合超滤膜.通过测定纯水通量、对牛血清蛋白的截留率、水接触角、粘度、抗污染性、机械强度等实验,研究了不同TiO2加入量对膜的超滤性能和力学性能的影响.并在扫描电镜下观察了膜的表面与断面形态,测定了膜的孔密度、孔隙率、孔径及其分布,从而考察了添加纳米TiO2对膜微观结构的影响.结果表明,当纳米TiO2的加入量为2%(wt)时,膜的孔隙率增大,平均孔径减小;同时膜的性能得到了明显的改善,纯水通量提高了69%,同时膜的抗压强度和断裂强度也分别提高了50%和26.7%,并且膜的亲水性也明显增强,水接触角由72.1度降低到41.4度,从而使膜的抗污染性明显改善.但进一步增加TiO2的浓度(3%(wt)以上),膜的机械强度、亲水性和超滤性能反而下降.因此在聚砜膜中适量地添加纳米TiO2粒子,可明显改善膜的亲水性和力学性能,提高膜的通量,增强膜的抗污染能力,从而拓宽了膜的应用领域.     

A12 O3/TiO2/M复合膜的制备

利用直流脉冲氧化和交流电沉积,在铝基体表面制备了A12O3/TiO2复合膜.探讨了A12O3/TiO2复合膜的形成过程及制备过程的影响因素.通过电沉积在A12O3/TiO2复合膜上掺杂金属离子来提高复合膜的光催化性能,并用制备的A12O3/TiO2/M复合膜光催化降解次甲基蓝.     

LLDPE/LDPE/TiO2复合膜的分散及光学性能

讨论了纳米TiO2在线型低密度聚乙烯（LLDPE），低密度聚乙烯（LDPE）复合体系中的分散和体系流变行为，研究了复合薄膜的光学性能。结果表明，以高流动性LDPE为基体的纳米TiO2母料，加入LLDPE，LDPE体系中后。复合体系的表观粘度有所提高。但拉伸粘度显著下降。纳米TiO2母料在LLDPE／LDPE复合体系中具有良好的分散性，复合薄膜中的纳米TiO2为一次粒子。纳米TiO2起到了异相成核剂的作用。球晶的粒子得到细化。在本研究的纳米填充范围内（质量分数不大于1.0％），复合薄膜的透光度基本不变。雾度发生了较大幅度上升，复合薄膜在紫外光区域的吸收显著增强。     

两性离子改性膜及其抗污染性能研究进展

膜的蛋白污染限制了膜的应用范围,由于两性离子具有稳定的抗蛋白质污染性能,两性离子材料已被广泛用于提高膜的抗污染性能研究中。"接枝聚合"是一种在膜表面引发接枝单体的技术。它是提高膜抗污染性能的一种简单、有用且通用的改性方法。综述了两性离子改性膜及其抗污染性能的研究进展。     

静电纺PAN/TiO2纳米纤维基复合功能膜制备及性能研究

采用静电纺丝法`及膜后处理法,以聚丙烯腈(PAN)、纳米二氧化钛、硝酸银和全氟辛基三氯硅烷为原料,制备了可穿戴的具有抗紫外性能的防水透湿微孔膜并进行相关表征。研究了不同含量的TiO_2和Ag纳米材料对PAN纳米纤维抗紫外及防水透湿性能的影响。实验结果表明,PAN纳米纤维膜中引入纳米二氧化钛和银纳米粒子具有紫外波区UVB和UVA全屏蔽的性能,且复合膜疏水改性后防水透湿性能优异。     

淀粉/木质素复合膜的制备与性能研究

为了提高淀粉基膜材料的疏水性,本文对淀粉/木质素膜的制备方法与性能进行了研究。研究结果表明,山梨醇的用量、木质素的用量和反应温度对淀粉/木质素膜的吸水率都有明显影响,优化的制备工艺为m淀粉∶m木质素为9∶1,m淀粉∶m山梨醇=9∶8,反应温度为70℃,在此条件下制备的淀粉/木质素膜的吸水率为49.85%。制得的淀粉/木质素膜较致密,组分间相容性好,在90℃以下有较好的热稳定性。     

纳米TiO2/丝素复合膜的制备及其光催化性能

采用复合法制备了纳米TiO2/丝素复合膜,并用AFM、EDS和IR对复合膜进行了表征,考察了复合膜的光催化甲基橙行为。结果表明,复合膜制备方法合理,当w(TiO2)=0.1%时,它以粒径50 nm左右均匀分散于复合膜中,复合膜与普通丝素膜仅存在细微的构象差异,因纳米TiO2存在,复合膜对甲基橙降解率达91%,催化性能符合Langmu ir-H im shelwood模型。     

聚醚砜/醋酸纤维素共混膜的制备及其在膜生物反应器中的应用研究

以聚醚砜(PES)和醋酸纤维素(CA)为膜材料,采用L-S相转化法制备共混膜.当PIES质量分数18%、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)质量分数12%、CA质量分数2.6%、蒸发时间30 s、凝固浴温度303 K、凝固时间1 800 s时,在0.2 MPa压力条件下,所制备的改性膜的纯水通量为606.70 11(m2·h),高出PES膜1倍,牛血清蛋白(BSA)截留率变化不大.膜生物反应器(MBR)中PES/CA膜出水水质优良,运行中PES/CA膜抗污染性能优于PES膜.