氧化石墨烯改性聚乙烯醇纳滤膜的制备及性能研究

以聚砜超滤膜为支撑层,以聚乙烯醇为分离层材料,通过向聚乙烯醇中添加氧化石墨烯,制备了氧化石墨烯改性聚乙烯醇纳滤膜。分别以氯化钠溶液和硫酸钠溶液为原料液,测试了改性纳滤膜的分离性能,并与聚乙烯醇纳滤膜进行了对比。结果表明,与聚乙烯醇纳滤膜相比,氧化石墨烯改性聚乙烯醇纳滤膜的通量有一定下降,但对盐的截留率显著提高,对硫酸钠的截留率最高达96.1%,对氯化钠的截留率在30%左右,显示出较好的分盐性能。     

温敏性抗污染纳滤膜的制备及性能表征

膜污染是制约纳滤膜发展应用的关键问题之一,表面改性是提高纳滤膜抗污染性能的有效途径。利用溶液浸涂工艺,将具有合适低临界温度(LCST)值和亲水性的温敏性聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAm)类功能材料涂覆于聚酰胺纳滤膜表面对其进行修饰,制备出一种温敏性抗污染纳滤膜。测试结果表明,改性后的纳滤膜抗污染性能明显提高,死端过滤试验持续运行32h,通量衰减率只有8.7%,通量恢复率可达98.4%。     

壳聚糖季铵盐改性聚砜超滤膜的研究

将聚砜的N,N-二甲基乙酰胺溶液与壳聚糖季铵盐的二甲基亚砜溶液共混,其中二甲基亚砜中预先加入适量戊二醛,N,N-二甲基乙酰胺中加入无水氯化锌,以聚酯类无纺布作为支撑层,采用浸没沉淀相转化制备了壳聚糖季铵盐/聚砜共混改性超滤膜并经热处理,通过粘度测试对比了共混溶液与纯聚砜溶液的粘度,通过测试水通量、牛血清蛋白脱除率研究了膜片的分离性能,通过接触角实验和耐污染实验表征了膜的表面亲水性变化和膜片耐污染性,通过扫描电镜观察膜的结构。研究结果表明,共混溶液粘度相比聚砜溶液得到了提高,壳聚糖季铵盐的引入提高了超滤膜的亲水性和耐污染性,相比未共混聚砜膜,季铵化壳聚糖共混改性聚砜膜膜片在膜性能上得到了显著的提高,最优化条件所制得膜片水通量测试结果为70 L/(m2·h),对牛血清蛋白的截留率为99.5%。     

单宁酸-多巴胺涂覆制备染料分离用纳滤膜

通过单宁酸及聚多巴胺涂覆,制备了单宁酸(TA)-聚偏氟乙烯(PVDF)纳滤膜,同时评价了改性膜对刚果红、伊文思蓝、活性嫩黄等染料的分离性能。结果表明,改性后膜表面粗糙度略微增大,亲水性明显增强。同时,改性膜具有水下超疏油的性质,能够完全抵抗水下油污的污染。2wt% TA-PVDF纳滤膜对多种染料的截留率能达到96.5%以上,且对刚果红、伊文思蓝、活性嫩黄等染料的截留通量都超过65.7 L/(m2?h?bar)。另外,改性膜在染料分离时截留通量基本不变,稳定性较强,在工业染料废水处理方面有一定的应用前景。     

紫外辐照接枝制备荷正电纳滤膜

通过在PEK-C微孔膜表面紫外辐照接枝甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DMC）制备了一种表面荷正电的纳滤膜。通过测定膜的纯水通量和对不同盐溶液截留率的变化,系统研究了接枝条件对膜分离性能的影响。结果表明,采用该方法制成的纳滤膜对高价阳离子盐溶液MgCl2的截留率和渗透通量都较高。     

纳滤膜的改性研究进展

近年来,纳滤(NF)膜以其独特的离子选择性和较低的工作压力越来越广泛地应用于水处理领域中,但膜通量和截留率低、抗污染性能差等问题严重制约了纳滤膜的发展与应用。膜改性可以改变纳滤膜的亲水性、表面电荷和光滑程度,提高膜性能,是当今研究重点。本文对近几年来国内外纳滤膜改性进行了综述,将纳滤膜的改性效果归纳为提升渗透性能、分离性能和抗污染性能,并分析了涂覆法、接枝法和共混法三种改性方法的优点和局限性,最后对未来的改性研究趋势进行了展望。     

多通道TiO_2超滤膜的制备及其在印染废水中的应用

以多通道α-Al2O3陶瓷微滤膜为支撑体,采用溶胶凝胶法制备完整TiO2超滤膜。通过扫描电镜(SEM)表征膜的形貌,采用错流过滤方式考察膜的纯水通量、截留相对分子质量及分离性能。结果表明:制备的多通道TiO2超滤膜,其膜层表面完整,无裂缝、针孔等缺陷且厚度均匀,纯水通量为1.08×10-3L/(m2.h.Pa),截留相对分子质量为9 000。对直接黑OB染料及退浆废水中聚乙烯醇(PVA)的截留率均达到99%以上,截留效果显著。     

O-MWCNTs/PMIA中空纤维纳滤膜制备与性能研究

采用聚间苯二甲酰间苯二胺(PMIA)与羟基化多壁碳纳米管(O-MWCNTs)共混,通过干-湿相转化法制备中空纤维纳滤膜,研究了不同含量的羟基化多壁碳纳米管对O-MWCNTs/PMIA中空纤维纳滤膜结构与性能的影响。结果表明随着O-MWCNTs的含量的增加,膜内部指状孔明显增加,海绵状过渡层减少;O-MWCNTs/PMIA中空纤维纳滤膜的亲水性与表面电负性明显加强;共混纳滤膜的水通量随O-MWCNTs的增加而增加,对无机盐的截留出现先增加后减小的趋势。在渗透压力为1.0 MPa下,O-MWCNTs含量为0.1%时,O-MWCNTs/PMIA中空纤维纳滤膜的纯水通量为55.1 L/(m~2·h),对硫酸钠的截留率可达到78.5%,对甲基橙、亚甲基蓝、酸性红、直接红13的去除率可达到90.5%、94.4%、99.5%、99.9%。     

聚砜超滤膜的表面改性技术研究

研究了PSF超滤膜的优化改性工况,考察了投加TiO_2、SDBS、APS含量和pH对PSF超滤膜改性的影响。结果表明,PSF超滤膜的优化改性工况,TiO_2、APS、SDBS的质量浓度分别为0.40、0.80、5 g/L,pH为2.0。改性膜与原膜相比,其接触角由65.23°降至50.21°,截留率由53.20%升至84.31%,通量衰减率由75.32%降至44.51%,纯水通量恢复率由40.37%升至64.53%。纯水通量由594.5 L/(m~2·h)降至501.4 L/(m~2·h)。膜的亲水性、截留率和抗污染性能等指标均有明显改善,而聚苯胺复合层的加入使得传输阻力增加而导致纯水通量略有降低。     

多巴胺及KH-561改性PVDF超滤膜的制备及性能

采用聚多巴胺与亲水物质前驱体同步水解的方法,在膜表面生成杂化涂层,通过调整3-(2,3-环氧丙氧基)丙基三乙氧基硅烷(KH-561)与多巴胺的配比,制备了PVDF超滤改性膜。测试了杂化涂层对改性膜的表面形貌、亲水性、纯水通量、截留率等性能的影响。结果表明,杂化涂层不仅提高了改性膜的表面亲水能力,也改善了膜内部孔道的亲水性,PVDF改性膜的水接触角降至37.8°。膜水通量达到174 L/(m²·h),蛋白截留率达90%以上。杂化涂层在膜表面形成一层水膜,使膜具有良好的抗污染性能,改性膜的衰减系数最低可达0.19。     

共混β-环糊精改性PVDF膜的制备及性能

以N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂、聚乙二醇20000 (PEG 20000)和聚乙烯吡咯烷酮K30 (PVP K30)为致孔剂,以β-环糊精(β-CD)为添加剂进行共混改性,采用非溶剂致相分离法(NIPS)制备了β-CD共混改性聚偏氟乙烯(PVDF)膜。考察了β-CD添加量对改性膜微观形貌、渗透性能和截留性能、亲水性和抗污染性能的影响。结果表明,添加β-CD后改性膜表面开孔数量及孔径增加,膜截面皮层变薄,亚层发展出小指状孔,贯通的大指状孔数量降低,指状孔壁上出现更为疏松的大孔结构。添加β-CD后改性PVDF膜的纯水通量和牛血清蛋白(BSA)截留率均大幅提高,其中β-CD添加量为4%时改性膜的综合性能最佳,其纯水通量为1 848 L/(m²·h·bar),BSA截留率为90.43%。添加β-CD后改性膜动态水接触角下降为0°的时间减少,说明其内在湿润性增强。改性膜在渗透性能和分离性能提高的同时保持了较好的抗污染性能,所有膜的通量恢复率均达到98%以上。     

表面原位聚合法荷正电纳滤分离层的构建及分离性能的研究

以聚氯乙烯(PVC)中空纤维超滤膜为支撑层,甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为荷正电单体,聚乙二醇双丙烯酸酯(PEGDA)为交联单体,通过表面原位聚合的方法,制备得到了荷正电PVC中空纤维复合纳滤膜。考察了DMC与PEGDA比例对复合纳滤膜渗透和截留性质的影响。结果表明,调控两种单体的比例可以有效地调节膜的渗透分离性能。随着DMC含量的增加,膜表面亲水性与通量增加,对小分子染料结晶紫的截留率下降,对维多利亚蓝B的截留率则始终保持在99%以上,而对氯化钠等无机盐类始终没有截留能力。当DMC与PEGDA比例为9:1时,复合纳滤膜在0.3 MPa下,纯水通量为78.6 L?m-2?h-1,对维多利亚蓝B的截留率高达99.9%,对结晶紫的截留率仅为1.9%,对氯化钠的截留率为零,表明该膜可以用于小分子有机染料的高效分离以及盐溶液中小分子有机染料的脱除。     

γ-Al2O3/TiO2混合纳米粒子改性PVDF超滤膜

为提高聚偏氟乙烯（PVDF）膜的亲水性和强度,将纳米二氧化钛（TiO2）溶胶和纳米氧化铝（γ-Al2O3）按不同比例与聚偏氟乙烯共混,采用相转化法制得共混超滤膜。考察了不同比例的混合纳米粒子对PVDF超滤膜的纯水通量、截留率、力学性能等的影响。并利用扫描电子显微镜（SEM）观察了膜的表面和内部微观结构,红外光谱分析（FTIR）和X射线衍射仪（XRD）考察纳米粒子在PVDF基体中的存在状态,通过对复合膜进行拉力测试研究混合纳米粒子对膜力学性能的影响,并使用接触角测量仪测定膜表面和水之间的接触角来定量分析比较膜表面的亲水性。结果表明,γ-Al2O3/TiO2混合比为1∶2时,膜的性能达到最优,孔隙率为74%,水通量为120 L/（m2.h）,截留率为93%,拉力最大负荷为35 N,拉伸应变为22%。     

PVDF/PVA亲水化改性超滤膜的制备及表征

采用聚乙烯醇(PVA)对PVDF超滤膜进行亲水化改性,研究不同PVDF/PVA优化配比(wt/wt)对共混超滤膜结构和的性能影响。结果表明,当PVDF/PVA配比为8/2时,纯水通量最大,为1542.3 L/m2·h,截留率最小,为56.30%,平均孔径为67.75 nm,孔隙率为78.61%,膜的接触角为41.68°,此时超滤膜的性能最好,膜表面多孔。     

氧化石墨烯改性PMIA膜的制备及性能研究

通过氧化石墨烯(GO)改性聚间苯二甲酰间苯二胺(PMIA)膜,制备出复合纳滤膜,测试了不同GO含量对膜的各种性能和结构的作用;分别通过扫描电镜、接触角、ζ电位仪测定膜的亲水性、表面性能、结构,并以牛血清蛋白测试其抗污染性。结果表明,PMIA/GO膜的内部会出现较大的指状孔结构,而未改性PMIA膜内无指状孔;PMIA/GO复合膜相比与未改性的PMIA膜其具有更高的电负性和亲水性。当操作压力为0.7 MPa、当加入的GO的质量分数为0.3%的时,膜具有145 L/(m2·h)的纯水通量,比纯PMIA膜的纯水通量提高约2.6倍。在PMIA/GO复合纳滤膜具有优异的抗污染能力。     

二级处理水中溶解性有机物特征及其对纳滤膜性能的影响

本试验采用分子量分级膜和XAD-8树脂,分析了城市二级处理水的溶解性有机物分子量和亲疏性分布特征及其对纳滤膜性能的影响.结果表明,城市污水厂二级出水水中的溶解性有机物主要集中在<2 kDa的分子量区间上,且疏水性有机物的含量比亲水性有机物的含量大;分子量区间分布不同的有机物对纳滤膜透水通量和截留率有着不同的影响,分子量2 kDa以下的有机物引起纳滤膜透水通量衰减较大,有机物截留率较小,达57.2%;分子量10～100 kDa的有机物引起纳滤膜透水通量衰减较平缓,有机物截留率却较大最高达73.8%;亲疏性不同的有机物对纳滤膜透水通量和截留率有着不同的影响,经对膜表面阻力的测定,证实引起膜透水通量和截留率变化的主要物质为疏水性物质,而亲水性物质引起的变化较小.     

聚醋酸乙烯酯对聚偏氟乙烯膜结构及性能的影响

采用浸没沉淀相转化法制备聚偏氟乙烯(PVDF)平板膜,研究了亲水性添加剂聚醋酸乙烯酯(PVAc)的含量对膜的结构及亲水性、水通量、截留率、抗污染性等性能的影响。结果表明,添加剂PVAc可以明显改善膜的亲水性、抗污染性,纯水通量也得到明显提高,但PVAc含量较高时,膜的纯水通量下降。当PVAc含量为2%时,膜的综合性能最好,纯水通量达到238 L/(m~2·h),对BSA的截留率为93.2%,纯水通量恢复率达90.3%。     

聚乙烯醇复合纳滤膜的性能研究

本文采用涂敷法制得聚乙烯醇 (PVA)复合纳滤膜 ,并对膜的分离性能、耐溶剂性、耐压密性进行了测试。结果表明 :该复合纳滤膜在 0 .6MPa操作压力下水通量为 12L·m-2 ·h-1,对 5 0 0mg/L的标准物质PEG6 0 0的截留率达到 90 .8% ,并随着操作压力的增加 ,水通量呈线性增加 ,截留率也相应上升 ,该膜具有较好的耐压密性 ,耐酸碱性和耐氧化性 ,并通过红外光谱分析复合纳滤膜致密层的化学结构     

基于聚电解质调控的多功能层复合纳滤膜的研究

研究利用改性的聚丙烯腈(hPAN)超滤膜为基膜,采用聚二烯二甲基氯化铵(PDDA)和聚(4-苯乙烯磺酸钠)(PSS),通过层层自组装(LBL)法在hPAN膜表面吸附沉积生成聚电解质层,然后使用间苯二胺(MPD)和均苯三甲酰氯(TMC)通过界面聚合(IP)法生成1层聚酰胺(PA)层,从而制得具有多功能层的(PDDA-PSS)n-PA复合纳滤膜。结果表明,膜面电位和接触角的变化特征,证实了聚电解质调控膜性能的有效性。在0.8 MPa的过滤条件下,(PDDA-PSS)2.5-PA复合纳滤膜对无机盐的截留性能为:Na2SO4 Mg SO4 Mg Cl2 NaCl,纯水通量为29.72 L/(m2·h),而通过IP法制备的PA复合纳滤膜对4种无机盐的截留率和纯水通量(16.27 L/(m2·h))均低于(PDDA-PSS)2.5-PA膜。且(PDDA-PSS)2.5-PA也具有良好的抗污染特性。     

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。