耐溶剂纳滤膜的制备与应用研究进展

有机溶剂纳滤(organic solvent nanofiltration,OSN)是近年来快速发展起来的一项新型纳滤膜分离技术,具有广阔的应用前景。耐溶剂纳滤(solvent-resistant NF,SRNF)膜的制备是OSN技术发展的关键,也是目前的研究热点之一。本文侧重阐述了SRNF膜在制备及应用方面的进展,着重介绍了相转化法、界面聚合法、自组装法及有机-无机杂化法等SRNF膜制备方法。相转化法是目前国内外SRNF膜制备研究常用的方法,但该法所制备的膜皮层较厚,通量明显偏小;界面聚合法SRNF膜制备的相关研究目前较少,但由于其皮层非常薄,因此是SRNF膜制备发展的一大趋势;自组装膜有较好的耐溶剂性能;加入无机物可以提高耐有机溶剂性,有机-无机杂化法的膜制备是SRNF膜制备的趋势之一。同时简单介绍了SRNF膜的应用,并对未来SRNF膜研究的方向提出了建议。     

纳滤膜功能材料研究进展

饮用水安全问题纳滤膜,无机膜材料,有机膜材料日益成为现代社会关注的热点.纳滤膜因其独特的分离特性,成为饮用水深度处理的最佳选择之一,本文简要回顾了纳滤膜的历史,综述了近年来一系列纳滤膜制膜材料包括无机纳滤膜材料和有机聚合物纳滤膜材料.重点介绍了聚合物纳滤膜材料的种类和特性,以及发展趋势.     

新型纳滤膜材料研究进展

简单阐述了纳滤膜的特点及应用范围,重点分类介绍了近年来一系列新型纳滤膜材料及其性质与研究成果,包括有机高分子膜材料、有机-无机矿物膜和无机陶瓷膜材料三大类,分别列举各类材料的典型膜,对各种膜的性能参数和主要制备方法进行了对比总结,并对膜材料今后的发展前景作了展望。     

耐溶剂纳滤膜研究进展

纳滤的诸多优点使其在有机溶剂体系中具有极大的潜在应用价值,耐溶剂纳滤膜(SRNF)的制备是有机溶剂纳滤发展的关键。本文从耐溶剂纳滤膜材料出发,综述了耐溶剂纳滤膜的制备及应用等方面的研究进展。重点介绍了均相膜、复合膜等多种耐溶剂纳滤膜材料及制备方法,并对今后研究的发展方向提出建议。     

纳滤膜材料研究进展

简单阐述了纳滤膜的特点与应用,综述了乙酸纤维类、芳香族聚酰胺类等常用有机高分子纳滤膜材料,天然高分子、聚电解质等新型有机高分子纳滤膜材料,无机纳滤膜材料以及无机-有机杂化复合纳滤膜材料的研究进展。分别列举了相应膜材料的典型膜,并从高通量、抗污染、耐有机溶剂与耐氯性等多角度对相应膜材料的结构特性、化学特性、膜制备技术与应用特点进行了对比分析与总结,最后对纳滤膜材料的发展趋势与应用前景作了预测与展望,指出特种高性能纳滤膜材料的开发与微观结构的调控和基于不同纳滤膜材料的结构与功能设计将成为今后一段时间内的研究热点。     

杂化膜水处理应用的研究进展

杂化膜弥补了有机膜和无机膜的缺陷,集中了它们的优点,在化工、材料、环保以及能源等领域受到广泛关注。在水处理中,杂化膜具有良好的稳定性和抗污染性,应用潜力巨大。综述了杂化膜最新研究成果,重点讨论了其在水处理中的研究进展,主要包括超滤、纳滤、电渗析、扩散渗析等,最后总结了杂化膜研究中存在的问题,并对其在水处理中的应用前景作了展望。     

用于渗透汽化的有机—无机杂化膜研究进展

近年来,有机-无机杂化膜的研究受到学术界广泛关注,随着有机-无机杂化膜制备方法的多样化和分离性能的提高,其研究前景也越来越广阔。该文首先分析了有机-无机杂化膜相比于普通无机膜和有机膜在结构和性能上存在的优势,其次综述了有机-无机杂化膜的制备方法以及其在醇类、有机酸等有机溶剂或有机混合物中的分离提纯应用,重点讨论了其在渗透汽化中的应用。最后,对有机-无机杂化膜的研究前景进行展望。未来有机-无机杂化膜的研究应借助于新的计算工具,侧重于材料的选择或制备方法的改进,如探索具有多功能化学基团和具有明确层次结构的多孔填料的聚合物材料等,使有机-无机杂化膜具有更加广阔的应用前景。     

基于共轭微孔聚合物的二维膜材料构筑及其应用

共轭微孔聚合物(CMPs)是典型的多孔有机聚合物,具有丰富的微纳孔和结构可调控性.具有二维结构的CMPs膜材料既保留了CMPs材料的π-共轭骨架和纳米多孔结构,又兼具二维材料优异的可加工性.重点总结了近年来CMPs膜材料的制备方法,包括电化学法、界面聚合法、模板法等;同时介绍了CMPs膜材料在纳滤、分离、抑菌等领域的应用现状;最后指出宏观大尺度CMPs膜的制备技术开发及其微观结构、化学组成与性能调控是未来二维CMPs膜材料的重点发展方向.     

基于聚合物的一维光子晶体研究进展

从一维光子晶体组装材料角度出发,总结分析了基于聚合物的有机/有机型和有机/无机杂化型一维光子晶体的结构特点、组装原理和方法、性能及应用。在有机/有机型一维光子晶体中,主要介绍了含有不同亲疏水链段的嵌段共聚物和含有可聚合双键的表面活性剂自组装形成的一维光子晶体。在有机/无机杂化型一维光子晶体中,既论述了基于聚合物、无机材料直接交替组装形成的多层膜,也讨论了基于两种无机材料组装,然后再填充柔性聚合物的一维光子晶体。通过对以上两类光子晶体材料的总结分析可知,基于聚合物材料制备的一维光子晶体可以实现多种功能,在柔性传感器、柔性光电器件、光子晶体纸、电子皮肤、3D打印等方面具有良好的应用前景。但目前基于聚合物的一维光子晶体存在组装均匀性有待提高、组装面积较小等问题,如何大规模制备均匀的功能性一维光子晶体是重要的研究方向,也是影响其实际应用的关键。     

有机/无机杂化渗透汽化优先透醇膜研究进展

渗透汽化优先透醇膜分离技术可有效解决燃料乙醇和丁醇生产中发酵产率较低的瓶颈问题,受到广泛关注。膜材料的选择与改性以及膜结构的构建是提高透醇性能的关键。有机/无机杂化膜可以实现有机和无机材料的优势互补,被认为是未来分离膜领域最重要的发展方向之一。本文扼要回顾了用于优先透醇渗透汽化分离的有机无机杂化材料,结合本文作者课题组的研究工作,重点阐述了杂化粒子的结构、粒径、界面相容性、纳微分散、负载量等因素对渗透汽化传递过程的作用机制,进一步对近年来发展的成膜新方法进行了总结。在此基础上,提出今后有机/无机杂化渗透汽化优先透醇膜研究的主要方向是发展新型纳米级、超疏水并与有机聚合物具有高度界面相容性的无机粒子,以及构建高负载量的纳微结构与超亲醇表面。     

Enrichment of carotene from palm oil by organic solvent nanofiltration

Palm oil is one of the richest sources of natural plant carotene with typical concentration of about 0.5–0.7 g/L. Unfortunately, during physical refining of palm oil, most of the carotenes were destroyed by high temperatures and this represents a loss of potential source of natural carotene. Various techniques have been developed to extract and recover carotenes from palm oil, however these processes often require high energy usage, and usually renders the oil useless for further consumption. Recently, organic solvent nanofiltration (OSN) has become an important method for molecular separation particularly for the separation of low molecular weight bioactive compounds. This work presents the application of OSN membranes for the separation of carotene from a crude palm oil/solvent system. Several commercial OSN membranes (DuraMem and PuraMem series) fabricated from polyimide were evaluated for their separation abilities. PuraMem 280 showed the best selectivity performance, with the concentration of carotene in permeate oil increased from 0.60 to 0.79 g/L when hexane was used as the solvent. Runs by using DuraMem 150, DuraMem 300 and DuraMem 500 showed low or no selectivity between carotene and triglyceride in all solvents. It was found that the rejection of carotene depends strongly on the type of solvents. A coupled solution diffusion and film theory was also utilized to model carotene transport through OSN membrane. It was demonstrated that OSN can serve as an alternative for the direct carotene recovery from palm oil and can be potentially applied for other minor compounds recovery from vegetable oils.     

浅析渗透汽化膜脱水及其应用

渗透汽化作为一种节能、低能耗、绿色环保的新型膜分离技术,正受到世界范围内越来越广泛的关注和研究。文中简述了渗透汽化膜技术的基本原理、工艺流程和传质模型,介绍了影响分离效果的因素及特点;分析渗透汽化技术在有机溶剂脱水、水中脱除有机物以、有机物/有机物的分离以及化学反应中的工业应用情况,并进行经济性分析,最后展望了该技术的应用前景。     

电泳膜接触器研究进展

电泳膜接触器（EMC）是在传统电渗析器中引入多孔膜,或用多孔膜代替部分离子交换膜的一种新型膜分离技术,其中多孔膜作为两液流的接触界面,提供传质的场所,垂直于液流方向的电场是唯一的驱动力。本文介绍了EMC的工作原理,并简要概述了EMC的膜堆构型及运行模式。详细分析了进料液pH值、电场强度等操作参数、多孔膜的材质和截留相对分子质量等对EMC过程传质的影响,且对EMC运行过程中多孔膜的污染状况进行了探讨,并展望了EMC在生物大分子分离和纯化中的应用潜力。EMC中多孔膜的引入,使得EMC可以用于相对分子质量大于500 Da的生物分子的分离与纯化,进一步拓宽了电渗析的应用领域,而外加电场的作用能够有效减轻多孔膜的污染,因此,EMC在生物分子的分离与纯化方面具有广阔的应用前景。     

有机混合物渗透汽化分离膜材料及成膜技术的研究进展

本文综述了近年来国内外有机溶剂混合物渗透汽化分离膜材料及成膜技术的最新研究进展。指出了制备超薄而致密的复合型渗透汽化膜是提高膜性能的重要途径。     

有机-无机复合相变材料的研究进展

有机相变材料具有过冷度小、无相分离、蓄热强等优势,在相变储热领域一直受到广泛的关注。然而,较低的热导率、液相泄漏和较差的热稳定性成为限制其应用的瓶颈缺陷。近几年,有机-无机复合相变材料的研究成为新的热点,极大地促进了有机相变材料的应用和发展。本文综述了常见的提高有机相变材料导热性能的高导热性纳米材料,以及制备有机-无机定形复合相变材料常选用的多孔支撑材料,并从制备方法、作用方式和热物性等方面介绍了有机-无机复合相变材料,复合相变材料相比于单一纯相变材料具有诸多优越的性能。预测有关结构优化、封装工艺并与高效储能系统结合的研究会成为有机-无机复合相变材料未来的发展趋势。     

Separation of organic solvent from dilute aqueous solutions and from organic solvent mixtures through crosslinked acrylate copolymer membranes by pervaporation

The composite membranes of acrylate polymers and porous substrate were prepared. The separation of the organic solvent–water mixtures and the organic solvent–organic solvent mixtures through these membranes by pervaporation was investigated. The acrylate copolymer membrane showed the organic solvent permselectivity for the separation of the organic solvent–water mixture, especially for the chlorinated hydrocarbon–water mixture separation. The high organic solvent permselectivity should be governed by solubility selectivity. The influence of the ester residue of acrylate on the phenol–water mixture separation was observed. The copolymerization of the macromonomers containing the polystyrene, poly(methyl methacrylate), and polydimethylsiloxane chain had a small effect on the separation of the chlorinated hydrocarbon–water mixture. High flux and low selectivity of organic solvent were observed in the case of the organic solvent mixture separation through the n-butylacrylate membrane. The difference of permeability of organic solvent was observed for the acrylate copolymer which has various structures of ester residue. © 1998 John Wiley & Sons, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 69: 1483–1494, 1998     

生物质基多孔材料在保温材料中的研究进展

环保、节能、高效是保温材料未来的主要研究方向,开发以生物质为原料的保温材料是未来趋势。生物质基多孔材料是指以可再生的生物质为前驱体制备的多孔材料,其原料来源广,制备方法多样,具有孔隙率高、密度小、质量轻等优异特点,在保温领域有很大的应用潜力。本文概述了多孔材料的保温机理,并综述了近几年国内外对纤维素基、淀粉基、壳聚糖基、植物蛋白基多孔材料的研究,重点介绍了表面活性剂发泡法、冷冻干燥法、致孔剂法、模具热压法、溶剂交换相分离法等在生物质基多孔材料制备中的应用。分析了生物质多孔材料存在的问题,并对多孔保温材料未来的研究方向进行了展望。     

有机溶剂纳滤膜的润湿性对渗透和分离性能的影响

有机溶剂纳滤是一种绿色、高效、节能的新型膜分离技术,在回收和处理有机溶剂中具有广泛的应用前景。本文采用浸渍法分别将聚合物聚二甲基硅氧烷（PDMS）、嵌段聚醚酰胺（PEBAX2533）和聚乙烯醇（PVA）与聚砜（PS）超滤基膜复合,制备了3种不同润湿性的聚合物耐溶剂纳滤膜,研究了PDMS/PS、PEBAX/PS和PVA/PS复合膜对甲醇、乙醇、异丙醇、正己烷、正庚烷的渗透性能,考察了3种聚合物膜对伊文思蓝/甲醇溶液的有机溶剂纳滤性能。结果表明,有机溶剂在不同润湿性复合膜的渗透和传递性能与溶剂本身的溶度参数、分子量、黏度和极性等有很密切的相关性,溶剂的分子量、黏度、分子动力学直径越小,在同一极性复合膜中渗透通量越大;对伊文思蓝/甲醇溶液的有机溶剂纳滤分离表明,PDMS/PS和PEBAX/PS复合膜的截留率均可达90%以上,通量分别为 58.0L/(m²·h·MPa)和72.2L/(m²·h·MPa);PVA/PS复合膜的截留率为85.1%左右,通量为57.5L/(m²·h·MPa)。