ZIF-8/PAAS/PA-SO_3H复合纳滤膜的制备及其性能研究

为了提高ZIF-8层的渗透通量,在自组装过程中添加含有多羧基结构的聚丙烯酸钠(PAAS)制备了ZIF-8/PAAS杂化膜。研究了不同组装层数ZIF-8/PAAS/PA-SO_3H复合纳滤膜的结构组成以及染料分离性能的影响。结果表明:聚丙烯酸钠的添加使得膜的连续性和完整性更好,ZIF-8粒子分散均匀;聚丙烯酸钠中羧基和ZIF-8粒子的配位增强了膜的亲水性,提高了水的渗透性。随着ZIF-8/PAAS组装层数的增加,ZIF-8/PAAS膜的完整性越好,且致密度增加,膜的通量降低,截留率逐渐升高。当组装层数为2层时,膜的通量为87.6 L·m~(-2)·h~(-1),对甲基蓝的截留率达到98.73%。相比于层层自组装法制备的ZIF-8膜通量和截留率得到明显提升。     

聚酰胺/ZIF-8双层复合纳滤膜的制备及其性能研究

采用界面聚合和层层自组装法制备了具有双层分离层的聚酰胺/ZIF-8复合纳滤膜,并研究了界面聚合条件和ZIF-8自组装时间、层数对膜结构以及膜纳滤性能的影响。结果表明,具有磺酸基的界面聚合层和ZIF-8层通过配位键的化学作用具有很好的结合性。相对于只有一层分离层的聚酰胺膜,组装ZIF-8层后膜对甲基蓝的截留率有了明显提升;并且随着组装层数的增加,膜致密度增加,对于甲基蓝的截留率升高,但是通量有所下降。当ZIF-8层组装层数为2层时得到的复合纳滤膜,在0.5 MPa压力下,对于100 mg/L的甲基蓝溶液的通量为25.3 L/(m2·h),截留率达到96.5%,且分离性能保持稳定。     

高通量聚砜/磺化聚砜超滤膜制备研究

通过改变添加剂的浓度、水温、浸泡时间和操作压力来处理磺化聚砜超滤膜,利用测试纯水通量,牛血清白蛋白的截留率表征超滤膜的性能,通过扫描电镜观察膜的结构,XPS表面分析结果观察硫元素含量。结果表明,处理后的聚砜超滤膜比未处理的聚砜膜,在性能上有明显的提高,纯水通量测试结果可达855 L/(m2·h),对牛血清蛋白的截留率为98.13%。膜片处理后,确定了水温为60℃,浸泡时间为8 h的膜片亲水性能明显增加。     

CA／PAN-Al2O3有机-无机复合超滤膜的制备

以醋酸纤维素(CA)及聚丙烯腈(PAN)为膜材料,以纳米三氧化二铝(Al2O3)为添加剂,通过浸入-沉淀相转化法制备了有机-无机超滤膜,从凝固浴温度及组成两个方面考察成膜规律.试验结果表明,凝固浴温度及组成对膜性能有较大影响,综合膜水通量及截留率多方面进行考虑,凝固浴温度50℃较为适宜;凝固浴中加入表面活性剂,膜的水通量及截留率均得到改善.     

小孔径壳聚糖/聚丙烯腈复合超滤膜的研制

以聚乙二醇二缩水甘油醚(PEGDGE)为交联剂,将壳聚糖(CTS)交联到聚丙烯腈(PAN)基膜的表面,制备了壳聚糖/聚丙烯腈复合超滤膜。探讨了交联剂浓度、交联温度及交联时间对CTS/PAN复合超滤膜性能的影响,确定了最佳制膜条件。结果表明,在最佳条件下所制备的CTS/PAN复合超滤膜对聚乙二醇4000的截留率达94%以上,膜面粗糙度降低,亲水性得到明显提高,增强了膜片的抗污染性能。     

低截留分子质量新型聚芳醚腈酮超滤膜的研制

以新型聚芳醚腈酮为膜材料 ,以N -甲基 - 2 -吡咯烷酮 (NMP)为溶剂 ,研究了聚合物浓度、添加剂种类及含量、凝胶浴温度等对超滤膜性能的影响。结果表明 ,聚合物质量分数以 1 2 %～ 1 3 %为合适的制膜浓度 ,以聚乙二醇PEG - 4 0 0为添加剂时获得了高截留率和高水通量的超滤膜。随着凝胶浴温度的升高 ,水通量明显增大 ,而截留率有所下降 ,而共聚物的浓度增加则有相反的效果。制得的超滤膜具有较低的截留分子量 (PEG- 2 0 0 0 ) ,将制得的超滤膜用于达旦黄、黄X-G等染料的分离 ,截留率均达 90 %以上     

二次界面聚合同步反扩散原位生长ZIF-8纳米粒子制备聚酰胺混合基质反渗透（RO）膜

在聚砜超滤支撑膜上预负载锌离子,之后由间苯二胺（MPD）和均苯三甲酰氯（TMC）在支撑膜上进行界面聚合反应过程,得到包覆锌离子的聚酰胺层,随后在咪唑配体反扩散至聚酰胺层中原位生长ZIF-8的同时,MPD和膜上残留的酰氯基团进行二次界面聚合,并与ZIF上的Zn(Ⅱ)离子桥联,得到聚酰胺混合基质RO膜（PA2/ZIF-8）。原位生长ZIF-8纳米颗粒所带来的聚酰胺界面非选择性缺陷由二次聚合修补,同时生长的ZIF-8纳米颗粒为水分子透过建立了额外的通道,从而在不牺牲截留率前提下,显著提升了水通量。本文讨论了二次界面聚合反扩散原位生长过程中预负载锌离子、二次界面聚合时间、咪唑配体及胺单体浓度对PA2/ZIF-8混合基质膜反渗透性能的影响。据测试,PA2/ZIF-8的水通量可达到63.9L/(m2·h),可达原始TFC膜的2倍,并保持了98%以上的截盐率,并且在测试过程中拥有良好的耐酸碱性、长期稳定性以及抗污染性。     

分子笼/聚酰胺复合纳滤膜的制备及性能研究

以间苯二胺(MPD)和分子笼(Cage)为水相单体,均苯三甲酰氯(TMC)为油相单体,聚丙烯腈(PAN)超滤膜为支撑层,通过界面聚合法制备了分子笼/聚酰胺复合纳滤膜。Cage在膜中具有良好的分散性,随着Cage质量分数的增加,复合膜的水通量和对无机盐截留率都明显提高,当其质量分数为1%,在压力为0.5 MPa下,对于1 g/L的Na_2SO_4溶液的通量为26.33L/(m~2·h),截留率达到89.3%,且分离性能可保持长期稳定。在连续运行60 min后,对牛血清蛋白(BSA)的通量仍可达到14.49 L/(m~2·h)。     

光照溴化诱导接枝聚合两步法对PAN/PSU共混膜的表面改性

采用表面光接枝改性方法对聚丙烯情/聚砜(PAN/PSU)共混膜进行改性,对PAN/PSU共混膜进行光照溴化和紫外诱导接枝聚合丙烯酸,测定了膜的红外光谱、水通量和牛血清蛋白(BAS)截留率.结果表明:紫外光照溴化3 b后,PAN/PSU膜的结构即破坏,膜表面产生了C-Br键;随溴化程度增加,膜的水通量从67 L/(m2·h)下降到48 L/(m2·h),膜的BAS截留率从85%上升到92%;紫外诱导接枝聚合丙烯酸过程中,仅有少量溴参与改性.处理时间小于1 h,膜的分离特性未有明显改变;延长改性时间,膜的水通量降低,截留率升高.     

聚砜超滤膜表面辐照改性研究

以聚砜为膜材料,聚乙二醇(PEG)为添加剂,采用浸入沉淀相转化法制备聚砜平板超滤膜,然后对实验制备的聚砜膜进行紫外辐照改性,考察了辐照对聚砜膜结构和性能的影响,研究了膜辐照前后断裂强度的变化,通过表面接触角测定仪、红外分析仪(FTIR)、扫描电镜(SEM)、改性膜的纯水通量和截留性能等方法来表征膜辐照前后的结构和性能变化.研究表明:聚砜膜断裂强度经辐照后变小,但降低幅度不大;在乙醇溶液中紫外辐照后,开始纯水通量提高而截留率降低,但降低幅度不大,时间增加到一定时通量又降低,截留率变化也不大;表面接触角随辐照时间的增长而减小,表明改性后膜表面的亲水性得到明显改善;通过FTIR分析证实在聚砜膜表面产生了新的官能团;SEM实验证实反应只发生在聚砜膜的表面而非膜内部.聚砜超滤膜经紫外辐照改性取得了良好的效果.     

表面活性剂对PVDF超滤膜抗污染性能的影响

针对铸膜液中共混SiO_2容易团聚而造成膜的抗污染性能较低的情况,采用相转化法在铸膜液中添加不同类型的表面活性剂制备了改性的PVDF-SiO_2共混超滤膜,通过测试膜的纯水通量、截留率、接触角、表面ζ电位、通量下降率及通量恢复率等指标来对膜的抗污染性能进行表征,通过扫面电镜对超滤膜的微观结构进行表征。结果表明,添加表面活性剂的超滤膜的抗污染性能及微观结构均优于未添加表面活性剂的,纳米粒子在铸膜液中得到了均匀分散。将所制备的超滤膜应用于浙江舟山某油库的含油污水,处理后水中悬浮物、油含量及COD均达到GB 8978-1996排放标准。     

PA/ZIF-8/PVDF复合纳滤膜的制备及其性能

采用反向扩散法在聚偏氟乙烯(PVDF)基膜表面原位生长一层均匀、致密的金属有机骨架材料ZIF-8纳米晶体层,并进一步优化界面聚合反应,制备高性能聚酰胺(PA)/ZIF-8/PVDF复合纳滤膜.采用SEM、XRD、FTIR、AFM、XPS、水接触角测定仪以及固体表面Zeta电位仪对ZIF-8/PVDF复合膜及PA/ZIF-8/PVDF复合纳滤膜的组成、结构和形貌进行了表征,考察了ZIF-8亚层的生长对界面聚合反应、复合纳滤膜结构及性能的影响.结果表明,ZIF-8晶体亚层在PVDF膜表面的均匀连续生长改善了PA分离层与PVDF基膜的界面相容性,提高复合纳滤膜PA分离层的交联度.在0.6 MPa下,复合纳滤膜纯水通量可达24.05 L/(m2·h),对MgSO4、Na2SO4、NaCl和MgCl24种盐的截留率分别达到97.34％、93.57％、89.31％和85.16％,具有优异的抗污染性能.     

凝固浴组成对SMA/CPVC共混超滤膜的结构与性能影响

通过非溶剂致相分离（NIPS）法制备了苯乙烯-马来酸酐共聚物（SMA）/氯化聚氯乙烯（CPVC）共混超滤膜,探讨了凝固浴中不同溶剂（DMAc）含量对其超滤膜表面酸酐基团偏析程度、微观结构、亲水性、水通量、截留率和抗污染的影响。结果表明：凝固浴中溶剂含量的增加抑制了酸酐基团向膜表面的偏析,导致亲水性减弱;同时,铸膜液中溶剂与水分子之间扩散速率的变小引起延迟分相,使得膜表面孔径变小和分布变窄。当溶剂质量分数为3%时,超滤膜对牛血清白蛋白（BSA）截留率提升至98.10%、通量恢复率为96.82%,且不可逆污染率降为3.77%,表明凝固浴中适量的溶剂可进一步提高超滤膜抗污染性能。     

高通量PES/PAN超滤膜的制备及性能研究

为了制备高通量、高截留PES超滤膜,将不同质量的PES和聚丙烯腈(PAN)进行共混,通过非溶剂致相分离法(NIPS)制备PES/PAN超滤膜。详细探讨了PES与PAN共混比例对PES/PAN超滤膜的结构和性能的影响,结果表明,当PES/PAN的共混质量比例为8∶2时,PES/PAN膜的分离性能最佳,通量为509 L/(m2·h),是纯PES膜的5倍,BSA的截留率达到98.75%。     

新型聚芳醚腈酮中空纤维超滤膜的研究

以含二氮杂萘酮结构聚芳醚腈酮(PPENK)为膜材料,N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)为溶剂,采用干-湿相转化法制备了中空纤维超滤膜.考察了聚合物浓度、添加剂含量以及纺丝过程中空气间隙、凝胶浴温度和纤维壁厚对膜结构及性能的影响.结果表明,当聚合物浓度为13%,添加剂EgOH含量α=0.9时,膜通量可达770 L·m-2·h-1,对BSA的截留率在90%以上;增大空气间隙可使膜的截留性能提高,但膜通量有所下降,最佳空气间隙为5～8cm;凝胶浴温度的升高增大了膜的通量,截留率下降幅度不大,凝胶浴温度宜控制在21～25℃范围内;纤维壁厚在0.15～0.18 mm时膜性能最佳.     

聚乙二醇600和草酸对中空纤维超滤膜结构和性能的影响

通过考察添加剂PEG600和草酸对杂萘联苯聚醚砜酮（PPESK）中空纤维超滤膜结构和分离性能的影响，发现：PEG600的加入不会改变膜的内部结构，均为指状结构，随着PEG600浓度的增加，膜致密层厚度逐渐增加。膜的水通量和截留率随有机添加剩PEG600的浓度变化规律性不强。随小分子添加剂草酸浓度的提高，膜结构逐渐由指状结构转变成海绵状结构，PPESK中空纤维超滤膜的纯水通量逐渐上升，截留率呈波浪形变化。比较不同凝胶浴温度下的膜分离性能可以看到，凝胶浴温度提高可以显著提升膜的纯水通量。     

荷正电聚氯乙烯/聚乙烯亚胺复合超滤膜制备及性能研究

为改善聚氯乙烯(PVC)膜材料对荷电粒子的截留性能,提出荷正电聚氯乙烯/聚乙烯亚胺(PEI)复合超滤膜制备和研究。利用PVC超滤膜截留特性使PEI在膜表面沉积后热交联的方法制备出PVC/PEI复合超滤膜。研究发现,所制备的膜材料等电点在p H9.0,表现出典型的荷正电特征。基于孔径筛分和电荷排斥的协同作用,在0.3 MPa测试压力下,该膜对粒径较大的阴离子型染料刚果红和粒径较小的阳离子型染料维多利亚蓝B截留率最高均可达到99%以上。进一步通过利用戊二醛二次交联进一步固定PEI并缩小孔径之后,该膜在对质量浓度1 000 mg/L Ca Cl2的截留率上升至37%,同时通量稳定在30 L/(m2·h)左右。通过调节沉积液浓度及热处理条件,可以对膜的通量和截留进行调控。     

PEG对PES/SPSF复合超滤膜分离和抗污染性能的影响

采用非溶剂相转化工艺制备聚醚砜/磺化聚砜（PES/SPSF）复合超滤膜，系统探讨聚乙二醇（PEG）分子量（400-2 000）和浓度（5%～12%）对膜结构和性能的影响，通过扫描电镜、原子力显微镜分析膜的微观结构和粗糙度，并根据吸水率、孔隙率、通量、截留率和通量恢复率对膜的性能进行评估。结果表明，PEG的加入可以改善膜的分离性能和抗污染性能，复合超滤膜的通量随着PEG浓度的增加先升高后降低，随着PEG分子量的增加而增加，当PEG的分子量为1 000，浓度为7%时，其纯水通量达到497.86 L/（m2·h），牛血清蛋白（BSA）截留率和抗污染能力也都得到了提升。     

PEO改性PVDF/SMA膜结构和性能

将聚氧化乙烯(PEO)添加到聚偏氟乙烯/苯乙烯马来酸酐树脂(PVDF/SMA)膜体系中,通过非溶剂致相分离法(NIPS)制备了添加不同PEO含量的PVDF/SMA共混膜。其中PEO质量分数为2%的共混超滤膜性能最好,水通量为531.1L/(m²·h),牛血清蛋白(BSA)截留率为65.8%,水接触角为63.6°,膜剥离强度为0.2756kN/m。接着以PVDF/SMA膜为主要研究对象测试了凝固浴温度对共混超滤膜的纯水通量以及BSA截留率的影响,该实验的结果表明凝固浴温度的改变对膜性能没有产生明显的影响。因此,选择在常温凝固浴温度下测试不同凝固浴成分对共混膜性能的影响。探究了膜在凝固浴成分分别为N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)(质量分数为3%、6%、9%)、氯化钠(NaCl)(0.05mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L)和乙醇(质量分数为3%、6%、9%)时的膜性能变化,以及对各个组分得到的膜样本进行扫描电子显微镜(SEM)表征。结果表明,随着DMAc含量增加,膜表面的孔在减少,且膜皮层的厚度增加,使得膜的水通量减少而BSA截留率提高。而随着NaCl浓度...     

聚砜管式超滤膜的制备及其结构性能研究

采用浸没相沉淀法制备聚砜(PSF)管式超滤膜。以纯水通量、卵清蛋白截留率、扫描电镜表征膜的结构和性能,考察了PSF含量、凝固浴温度和组成、添加剂种类和含量对PSF管式膜成膜性能及结构的影响。结果表明,凝固浴温度升高、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)含量增加、PEG-400含量增加,都可以使膜的水通量增加、截留率降低;而凝固浴中添加溶剂二甲基乙酰胺(DMAc)、铸膜液中PSF含量的增加,都可以使膜的通量减小,截留率升高。