新型聚芳醚酰胺超滤膜的结构与性能研究

以杂萘联苯聚芳醚酰胺(PPEA)为膜材料,N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂通过相转化法制备超滤膜.研究了PPEA浓度、添加剂种类和用量对膜结构和性能的影响.结果表明,PPEA浓度提高,膜孔结构由宽的指状孔向海绵孔转变,膜表层致密化,膜的水通量降低而截留率提高;添加剂乙二醇甲醚(EG-ME)含量增加,膜孔结构趋于疏松,通量上升,截留率先有增加后下降;添加剂乙醚则使膜表面更致密.EGME含量10%时,膜的通量达到480L/(m2·h)左右,对聚乙二醇(PEG)10000截留率约93%;乙醚含量10%时,对PEG6000的截留率达到100%,而通量降低至56L/(mg·h)左右.     

二醋酸/有机改性蒙脱土复合多孔纤维的制备及其染料吸附性能

利用高挥发溶剂,采用静电纺丝技术,通过在二醋酸(CA)纺丝液中添加不同质量分数(0%、1%、2%、3%和4%)的有机改性蒙脱土(O-MMT),制备CA/O-MMT复合多孔纤维膜,通过对亚甲基蓝染料的吸附,比较纤维膜的吸附性能。通过电导率仪和黏度计分别对纺丝液的电导率和黏度进行测试;利用扫描电镜分析O-MMT加入量对制备的复合纳米纤维形貌的影响;利用傅里叶变换红外光谱证实CA/O-MMT复合多孔纤维膜的复合结构;采用透射电镜观察O-MMT在纤维中的分布;通过紫外-可见分光光度计测量复合纤维膜对染料的吸附性能。结果表明:随着O-MMT含量的增加,纤维直径变细,纤维珠节增加,但纤维膜对亚甲基蓝染料的吸附性能提高;且反应温度的升高有利于复合纤维膜对亚甲基蓝染料的降解;酸性条件不利于复合纤维膜对亚甲基蓝染料的降解。     

PVA/PHEMA水凝胶滤膜的制备及其过滤印染废水特性研究

针对印染废水直接排放对环境造成污染的问题,制备PVA/PHEMA水凝胶滤膜对印染废水中的有机废物进行截留.以聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)凝胶膜作为染料处理基体,加入聚甲基丙烯酸羟乙酯(polyhydroxyethyl methacrylate,PHEMA)网络,以强化滤膜对染料组分的吸收.同时,在聚合过程中加入气相二氧化硅并以氢氟酸浸泡刻蚀制孔,从而提高膜的水通量.实验测得该PVA/PHEMA复合水凝胶膜对于亚甲基蓝和刚果红两种染料溶液的截留率分别为89.7％和93.1％,过滤通量分别达到5.8 L/(m2·h)和10.7 L/(m2·h),显示出良好的染料截留作用.     

纤维素/壳聚糖共混纳滤膜的制备及其染料脱盐性能研究

纤维素因其优良的机械性能、亲水性和成膜性而成功地应用于纳滤膜制备.但纯纤维素纳滤膜表面呈负电性,对低分子量水溶性染料和Na_2SO_4均具有高的截留率,不利于染料中Na_2SO_4的脱除.将荷正电的壳聚糖和纤维素共混,以离子液体1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐(EMIMAc)和二甲基亚砜DMSO为溶剂,水为凝固浴,无纺布为支撑层,采用相转化法,成功制备了纤维素/壳聚糖共混弱正电纳滤膜.结果表明,当纤维素和壳聚糖质量比为1∶1时,制备的共混纳滤膜分离性能最优.该膜在0.5MPa的错流条件下,对直接染料的截留率较高,如刚果红的截留率为99.99%;对活性染料(活性黑5、活性蓝19)的截留率也可达到80%~90%;而膜对无机盐截留率均较低,NaCl和Na_2SO_4的截留率分别在10%和1%以下.上述研究结果表明,该膜可实现染料和盐的高效分离.     

非对称聚丙烯腈纳滤膜的制备及性能研究

聚丙烯腈(PAN)是一种价格低廉、耐候性强、化学稳定性优异的大宗合成高分子材料,已被成功应用于制备超滤和微滤膜,但在制备纳滤膜方面却面临着挑战.以国产PAN为原料,采用N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂、四氢呋喃(THF)为共溶剂,经一步非溶剂诱导相转化过程(NIPS)制备非对称纳滤膜.通过调节液膜层相转化前的热处理温度,调控膜表面THF的挥发速率,进而控制所得PAN膜的皮层致密性,得到了纳滤膜.系统表征了所得膜的形貌、亲水性、表面流动电位等性质,测试了所得膜的水通量、对盐离子和小分子染料的截留性能.结果表明,随着对液膜层的热处理温度升高,所得膜对盐水溶液的渗透通量逐渐降低,对相应盐离子的截留率则逐渐升高,对Na_2SO_4的最高截留率可达85.6%.优化的膜对6种研究的染料水溶液过滤的产水通量处于2.14～111.5 L/(m~2·h),对较高相对分子质量的染料的截留率可达99.8%以上.所得膜可满足对染料水溶液的脱色应用要求.PAN有望成为一种低成本的染料废水处理纳滤膜材料.     

醋酸纤维素平板膜孔结构调控及过滤性能表征

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为成孔剂,丙酮和N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,采用溶液相转化法制备了皮层超薄且支撑层具有大量孔隙结构的醋酸纤维素(CA)非均质平板膜。对膜的纯水通量、染料截留吸附性能进行了考察,并通过场发射扫描电子显微镜对膜形貌进行了表征,讨论了成孔剂的含量对CA平板膜结构与性能的影响。结果表明,当CA质量分数8%,m(PVP)/m(CA)=23/100,V(溶剂丙酮)∶V(DMAc)=1∶1时,制备的CA膜具有200nm的皮层结构,其纯水通量可达230.75L/(m2·h),对染料截留率保持在97%以上。     

聚对苯二甲酰对苯二胺多孔膜的制备及表征

以浓硫酸为溶剂,聚乙二醇(PEG)为致孔剂,采用溶液相转化法制备了聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)多孔平板膜,考察了膜的纯水通量、力学强度、截留率等性能,并用场发射扫描电子显微镜观察膜形貌。结果表明,所得PPTA多孔膜为具有不对称结构的非均质膜,上表面(自由面)为致密层,下表面(玻璃板面)为多孔层,可观察到原纤化微孔结构,膜横截面存在典型的溶出指状孔。随PPTA含量降低、致孔剂相对分子质量和凝固浴温度提高,膜通透性均随之相应有所提高。PPTA多孔膜对卵清蛋白溶液截留率达90%以上,对油水乳化液截留率可达70%以上。     

聚对苯二甲酰对苯二胺多孔膜的制备及表征EI北大核心CSCD

以浓硫酸为溶剂,聚乙二醇(PEG)为致孔剂,采用溶液相转化法制备了聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)多孔平板膜,考察了膜的纯水通量、力学强度、截留率等性能,并用场发射扫描电子显微镜观察膜形貌。结果表明,所得PPTA多孔膜为具有不对称结构的非均质膜,上表面(自由面)为致密层,下表面(玻璃板面)为多孔层,可观察到原纤化微孔结构,膜横截面存在典型的溶出指状孔。随PPTA含量降低、致孔剂相对分子质量和凝固浴温度提高,膜通透性均随之相应有所提高。PPTA多孔膜对卵清蛋白溶液截留率达90%以上,对油水乳化液截留率可达70%以上。     

添加剂聚乙二醇对壳聚糖超滤膜结构和性能的影响

以不同分子量和用量的聚乙二醇(PEG)作为壳聚糖(CS)超滤膜的添加剂,测定膜在不同进水压力下的渗透通量和截留率,同时对膜表面进行电镜扫描观察,探讨了PEG对CS膜性能和结构的影响规律.结果表明,PEG分子量(M)和含量(C)均能显著影响膜表面的微观形态,随着M和C增加,膜表面的粗糙程度逐渐增强,颗粒状结构越来越明显,颗粒粒径和微孔尺度也不断增大,膜性能表现为渗水通量逐渐增大和对BSA的截留率不断减小.当PEG分子量达到1 000时,对膜的微观结构影响十分显著,渗水通量急剧上升,截留率则迅速降低.当PEG800用量达10%、PEG1000用量达8%时,粒状结构突变为片状,表面孔密集成缝,当用量进一步增大时,由于水溶胀性过大,造成膜无法获取.     

壳聚糖/聚乙烯醇过滤膜的制备及其性能表征

以壳聚糖(CS)和聚乙烯醇(PVA)为膜原料,将其溶解于冰醋酸(HAc)、甘油和去离子水的混合液中,形成CS/PVA铸膜液,随后通过刮涂成膜的方式制备CS/PVA复合膜。实验结果表明:在膜的相分离过程中,CS/PVA在凝固浴中浸泡40 min,此时膜具有较为完整的表面结构及疏松的内部孔隙结构。其纯水通量为(90.56±3.92) L/(m~2·h),对牛血清蛋白的截留率可达(93.33±2.83)%。进一步利用此条件下的复合膜对分散黄、分散黑以及分散蓝3种染料进行过滤吸附性能测试,CS/PVA复合膜完整致密的表层结构对染料起到了有效的物理阻隔作用。除此之外,复合膜分子结构中的羟基基团能够与目标染料的氨基基团发生分子内氢键作用,而进一步提高过滤膜对染料的吸附能力。CS/PVA复合膜在130 min时对分散黄、分散黑以及分散蓝染料的过滤吸附逐渐趋于平衡(3种染料初始浓度均为0.1 g/L,过滤操作压力为0.15 MPa),其最终的平衡过滤吸附量分别为(294.42±1.34),(257.77±0.28),(210.74±1.06) mg/g。随后进行染料移除率实验,在NaOH溶液的作用下,CS/PVA复合膜的染料移除率可以达到96%,有利于膜的回收再利用。     

壳聚糖/聚乙烯醇过滤膜的制备及其性能表征EI北大核心CSCD

以壳聚糖(CS)和聚乙烯醇(PVA)为膜原料,将其溶解于冰醋酸(HAc)、甘油和去离子水的混合液中,形成CS/PVA铸膜液,随后通过刮涂成膜的方式制备CS/PVA复合膜。实验结果表明:在膜的相分离过程中,CS/PVA在凝固浴中浸泡40 min,此时膜具有较为完整的表面结构及疏松的内部孔隙结构。其纯水通量为(90.56±3.92)L/(m^2·h),对牛血清蛋白的截留率可达(93.33±2.83)%。进一步利用此条件下的复合膜对分散黄、分散黑以及分散蓝3种染料进行过滤吸附性能测试,CS/PVA复合膜完整致密的表层结构对染料起到了有效的物理阻隔作用。除此之外,复合膜分子结构中的羟基基团能够与目标染料的氨基基团发生分子内氢键作用,而进一步提高过滤膜对染料的吸附能力。CS/PVA复合膜在130 min时对分散黄、分散黑以及分散蓝染料的过滤吸附逐渐趋于平衡(3种染料初始浓度均为0.1 g/L,过滤操作压力为0.15 MPa),其最终的平衡过滤吸附量分别为(294.42±1.34),(257.77±0.28),(210.74±1.06)mg/g。随后进行染料移除率实验,在NaOH溶液的作用下,CS/PVA复合膜的染料移除率可以达到96%,有利于膜的回收再利用。     

纳米壳聚糖改性PVDF微滤膜抗污染性能的研究

研究了纳米壳聚糖改性聚偏氟乙烯(PVDF)微滤膜的制备方法及其抗污染性能.借助傅立叶-红外光谱仪(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、静滴接触角测量仪等分析手段对改性后的PVDF膜进行了表征.FTIR研究结果证明,与未改性膜相比,改性膜表面有纳米壳聚糖的存在.SEM研究结果发现,孔径随纳米壳聚糖量的增加逐渐减小,而孔的数量先增加后减少.接触角和纯水通量都随纳米壳聚糖量的增加先减小后增大.在蛋白质抗污染实验中,选用牛血清蛋白(BSA)制备蛋白质溶液.改性膜具有更高的水通量恢复率,并且显正电荷性质的BSA和纳米壳聚糖之间的静电排斥力使其具有很高的截留率.所以改性膜具有很好的抗污染性能.     

耐高温聚酰胺复合纳滤膜的染料脱盐性能研究

利用耐高温聚酰胺复合纳滤膜对偶氮染料酸性铬蓝K(ACBK)的含盐水溶液进行脱盐实验.研究了操作压力、盐水温度等对膜脱盐性能的影响,考察了复合膜在高温染料脱盐过程中的分离性能及热稳定性.结果表明,随着操作压力和温度上升,膜的通量都明显提高,对ACBK和NaCl的截留率则分别保持在100%和12%左右.在1.0MPa,80℃下复合膜可以高效地完成染料ACBK的脱盐净化.经过10d的高温染料脱盐实验,膜对染料的截留率基本不变,通量从260L/(m2·h)降低到约240L/(m2·h),经水冲洗后通量恢复到253L/(m2·h)左右.     

介孔TiO_2膜的制备及其吸附性能研究

以钛酸四异丙脂为原料,采用粒子型溶胶路线制备出稳定的TiO2溶胶,通过浸渍涂膜法,在孔径为100nm的管式Al2O3微滤膜支撑体上制备出介孔TiO2膜。研究了介孔TiO2膜的制备过程对其完整性及孔结构的影响,同时考察了非负载介孔TiO2膜对染料酸性橙7和亚甲基蓝的吸附性能。在溶胶中加入适量的PVA和HPC,控制浸涂时间,在450℃焙烧1h可获得完整的介孔TiO2膜,膜厚约0.5μm,孔径分布于3~10nm。介孔TiO2膜对酸性橙7及亚甲基蓝吸附量随pH值变化,调节pH值可减少吸附造成的膜污染。     

涂层法制备聚醚砜中空纤维纳滤膜及应用

以磺化聚醚醚酮(SPEEK)为内涂层制备了聚醚砜中空纤维纳滤膜,研究了溶剂、SPEEK磺化度、浓度及后处理温度等参数对膜性能的影响.结果表明,以SPEEK(磺化度0.55)的1%甲醇溶液为涂层溶液,经过30℃后处理6h制得纳滤膜具有较高的通量和离子选择性.其应用于含盐染料废水分离.结果显示,该膜完全截留小分子染料,但是透过单价盐类.该膜为单价/多价盐离子的分离和含盐染料废水的处理提供了一种新的可能性.     

乙醚对酚酞基聚芳醚砜超滤膜性能和结构的影响

以新型耐高温工程塑料——含酚酞侧基的聚芳醚砜(PES-C)为膜材料,N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,加入一种易挥发添加剂:乙醚.通过改变铸膜液中添加剂乙醚的含量,采用相转化法在平板刮膜机上制备了一系列超滤膜,考察了添加剂乙醚含量对铸膜液黏度、凝胶速度、膜性能和结构的影响,研究了PES-C/DMAc体系中添加剂乙醚作用的规律.结果发现,乙醚的加入,会使溶剂对聚合物溶解能力降低.乙醚含量的增加,使铸膜液黏度增加,凝胶速度下降,水通量降低,截留率上升.所制备的超滤膜的结构为指状孔结构,但是随着乙醚用量的增加,皮层增厚,过渡层中指状孔减少.     

生物模板法合成多孔结构氧化铈及其吸附性能研究

以壳聚糖为生物模板制备介孔纳米氧化铈材料,对合成的纳米氧化铈进行了X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),N_2-吸附脱附表征。以甲基橙溶液为模拟的染料废水,探究了氧化铈的用量、溶液的pH、吸附时间等因素,对介孔氧化铈吸附甲基橙溶液的影响。结果表明:合成的纳米氧化铈具有海绵状多孔的微观结构,比表面积为202m~2/g,空隙量为0.199cm~3/g,平均孔径为12.48nm,在pH=7,纳米氧化铈用量为0.3g,甲基橙浓度为3mg/L,吸附时间为30min的条件下,对甲基橙的吸附率可达到61.56%。     

钠盐对纳滤处理染料废水的影响及膜污染分析

高含盐染料废水可以采用纳滤分离进行处理,盐浓度对纳滤过程有重要影响.本文使用陶瓷膜纳滤处理模拟含盐染料废水.分别配制染料(甲基橙,中性红和碱性品红)溶液100mg/L,混合不同的钠盐浓度(质量分数0.05%,0.1%,0.5%,1%,5%,10%),进行纳滤实验,考察盐浓度对染料截留率、渗透通量和盐截留率的影响.实验表明,在低盐情况下,随着盐浓度的增加,染料截留率减小,通量增加;盐浓度增加至高盐(1%)以上时,染料截留率增加,通量减小.考察了盐浓度对膜污染的影响,对纳滤过程进行膜阻力分析,发现盐浓度的增加会适当降低膜阻力,减小膜污染.     

纳滤膜对邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯截留行为的研究

采用聚酰胺复合纳滤膜(BDXN-90)处理地表水中微量邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP),研究了有机物、离子强度等因素对其截留行为的影响;探讨了在有机物共存的条件下,纳滤膜截留DEHP的机理.结果表明:BDXN-90纳滤膜能有效截留地表水中微量邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯,其截留率在98%以上,并且长时间运行稳定;膜过滤过程中,刚开始由于DEHP与膜表面之间的吸附截留率较高,当吸附趋于饱和截留率下降,最后随着膜污染的逐渐形成导致膜通量下降和截留率上升;影响截留行为的主要因素是离子强度和有机物:离子强度中和膜表面静电将膜基质压实,有机物与膜表面产生吸附导致膜污染.     

聚醚砜/磺化聚砜/磺化聚醚砜共混疏松纳滤膜的制备及其染料/盐选择分离性能

含盐染料废水的有效分离一直是工业废水处理领域亟需解决的难题,制备高性能的疏松纳滤膜是解决这一问题的有效途径.以聚醚砜(PES)、磺化聚砜(SPSf)和磺化聚醚砜(SPES)为原料,N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,己二酸(AA)为添加剂配制铸膜液(固含量31%,质量分数),水为凝固浴,采用非溶剂致相分离(NIPS)法制备了PES/SPSf/SPES共混疏松纳滤膜.探究SPES添加量(0～20%,质量分数)对膜结构以及染料/盐分离性能的影响.结果表明,PES/SPSf/SPES共混体系为完全相容体系,制备的共混膜横截面为完全海绵体结构.当SPES添加量为10%时,所制备疏松纳滤膜(M10)的切割分子量为5 900,膜孔径为1.38 nm,纯水渗透率为605L/(m~2·h·MPa);共混膜对分散红74(DR74)和分散蓝79(DB79)的截留率均99%;共混膜持续处理DR74/Na_2SO_4混合溶液48 h,对DR74的截留率99%,对Na_2SO_4的截留率25%,表现出优异的染料截留性能和运行稳定性,实现了对分散染料/盐的选择性分离.