紧实型GO/PVDF复合膜对有机染料的去除性能研究

采用氧化石墨烯(GO)改性PVDF膜，利用浸没沉淀相转化的方法制备了紧实型GO/PVDF复合膜，对膜的亲水性、纯水通量和表面Zeta电位等性能进行了考察，并选择罗丹明B和甲基橙分别代表正负电荷染料，对膜的吸附、脱附和截留性能进行了考察。结果显示，膜的纯水通量从45.10 L/(m²·h)增加到58.40 L/(m²·h)。GO含量为0.50%(质量)时(M2)，膜的综合性能较优。GO/PVDF复合膜对罗丹明B的吸附效果较好，1.5 d之后，M0~M3的吸附量分别为1.02、1.24、1.79和1.49 mg/g。乙醇对罗丹明B的脱色率达到80%以上。膜对甲基橙的吸附效果较差，M2的吸附量仅为0.46 mg/g，0.10 mol/L HCl溶液对甲基橙脱色率达到86%以上。膜对两种染料的截留率均保持在57.60%和57.20%以上。为纳米材料改性有机膜的制备以及对有机染料的去除提供了一定的科学依据。     

硼酸盐交联的层层自组装氧化石墨烯膜的研究

以无机交联剂硼酸盐为交联剂,采用层层自主装法制备层状氧化石墨烯膜。采用FTIR和Raman分析氧化石墨烯(GO)和硼酸盐的交联反应机理,采用DMA测定硼酸盐的加入对膜强度的影响,并测试了GO膜的通量和对染料的截留效果。实验结果表明:硼酸盐与氧化石墨烯的羟基基团収生反应,缠结在GO表面。膜强度有所提升,为GO膜的1.36倍。该复合膜的纯水通量为21.60L/(m~2·h·bar)。对于甲基橙、罗丹明B和亚甲基蓝的截留分别为72.13%、67.08%和71.86%。     

氧化石墨烯改性PVDF超滤膜截留染料性能研究

采用氧化石墨烯(GO)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)对聚四氟乙烯(PVDF)超滤膜进行改性,以阳离子染料罗丹明B和阴离子染料刚果红为模型染料,研究GO添加量和pH、染料和NaCl含量对改性膜截留性能的影响。结果表明,GO添加质量分数为0.5%时,染料截留效果最好。高染料含量和高NaCl含量有利于提高膜对2种染料截留率,当染料的质量浓度50 mg/L、NaCl浓度为1 mol/L时,截留率分别达到75.2%和87.4%。pH对2种染料截留率有着相反的效果,低pH有利于提高膜对罗丹明B的截留率,高pH提高膜对刚果红的截留率。     

Ag_2CO_3@PVDF/氧化石墨烯超滤膜及其分离性能

以聚偏氟乙烯(PVDF)为聚合物,氧化石墨烯(GO)为添加剂,聚乙烯吡咯烷酮(PVP-K30)为致孔剂,N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂配制铸膜液,借助相转化法制备了PVDF/GO膜(PGM),并通过原位共沉反应在PGM表面沉积Ag_2CO_3得到Ag_2CO_3@PVDF/GO复合膜(AgC-PGM);使用扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)、水接触角、纯水通量、BSA截留率和三维荧光光谱(3D-EEM)考察了膜材料的形貌、亲水性、水通量和分离性。结果表明,当添加GO为0.4%(质量),AgNO_3(5.0mmol·L~(-1))与Na_2CO_3(2.5mmol·L~(-1))共沉反应3次得到AgC-PGM;与PVDF膜(132.8L·m~(-2)·h~(-1))相比,AgC-PGM呈现出较高的亲水性和纯水通量(237.4L·m~(-2)·h~(-1)),其纯水通量提高了78.8%,对BSA截留率稳定在75%以上;在过滤校区湖水时,AgC-PGM不仅凸显去除蛋白质污染的能力,且出水COD和UV254达到自然水体一级标准。     

改性氧化石墨烯膜处理印染废水的能力与机理

利用改性氧化石墨烯膜处理高色度、高毒性工业染料废水。使用硫脲（TU）对氧化石墨烯（GO）进行交联,以m(TU):m(GO)=0.5,反应温度80 °C,反应时间1 h的TU-GO纳米片为原料,在聚醚砜微滤膜（0.22 μm）上沉积,当负载量为238.73 mg/m2时,对甲基橙、罗丹明B、亚甲基蓝的截留率为94.01%、87.07%和99.67%;为优化对罗丹明B的分离效果,使用硫脲（TU）和氯化胆碱（ChCl）组成低共熔溶剂(DES)制备改性氧化石墨烯膜：m(TU):m(ChCl)=2:1,改性时间1 h。改性氧化石墨烯膜未对甲基橙、亚甲基蓝原有的高截留率造成影响,截留率分别为93.95%,99.24%;对罗丹明B截留率提升至99.16%。另对TU交联过程中对GO的还原机理和增稳机理做出分析。     

UiO-66-NH2与季铵盐协同改性正渗透膜及其对染料废水分离性能

为了提高正渗透(FO)膜对染料的分离与抗污染性能，采用共混相转化法将聚对氯甲基苯乙烯(PCMS)引入聚偏氟乙烯(PVDF)多孔支撑底膜中，经UiO-66-NH₂与PCMS上的氯甲基的亲核取代反应，使UiO-66-NH₂均匀地固定在膜表面，进一步通过改进的界面聚合工艺即在其水相溶液中添加苯基三甲基氯化铵(TMPAC)，制备同时具有高渗透性能和抗污染性的FO复合膜。对支撑底膜和FO膜的结构和性能进行分析表征，并通过FO装置测试FO膜渗透分离和抗污染性能。结果表明，UiO-66-NH₂的引入有效提升了FO膜的亲水性、荷电性及渗透性能，界面聚合工艺中季铵盐的加入极大提升了FO膜的分离和抗污染性能。改性后的FO膜(M2-T)纯水通量可达到22.4 L·m^-2·h^-1，对染料废水中罗丹明6G和橙黄G的截留率可达97.82%和99.84%，经过6 h的罗丹明6G运行后，归一化通量衰减率仅为10.18%，纯水通量恢复率仍有95.66%。     

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。     

胺基化氧化石墨烯复合纳滤膜对染料的截留性能研究

采用N,N-二甲基乙二胺对Hummers法制备的氧化石墨烯(GO)进行荷正电改性,得到胺基化氧化石墨烯(AGO);然后以聚砜超滤膜为基膜,采用压力驱动自组装法分别制备GO和AGO复合纳滤膜,选择阳离子染料亚甲基蓝和阴离子染料甲基橙作为模型染料,考察改性前后GO纳滤膜的纯水渗透通量及其对不同荷电性染料的脱除效果。结果表明,改性后AGO纳滤膜的纯水渗透通量明显高于GO纳滤膜,且相同压力、相同浓度下AGO纳滤膜对亚甲基蓝的脱除率明显高于GO纳滤膜,而对甲基橙的脱除效果与之截然相反,证明N,N-二甲基乙二胺对增强GO表面荷正电性改性成功。     

聚偏氟乙烯复合膜的抗污染改性探究

为改善制约膜技术发展的因素之一的膜污染问题,对一种聚偏氟乙烯(PVDF)复合膜进行了抗污染改性研究,通过对改性膜的微观结构、机械强度、水接触角、水通量等进行分析,探讨了铸膜液溶剂、致孔剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)及氧化石墨烯(GO)对共混膜的性能影响。结果表明,添加质量分数1.5%的PVP及质量分数0.15%的GO的PVDF复合膜的水接触角从68.8°减小为54.5°,水通量高达10.55 m3/(m2·h·MPa),而且改性膜对污染物的截留率和通量恢复率都获得了提升,其抗污染能力增强。     

两亲聚合物改性PVDF/PMMA复合膜的制备及抗污性能

采用非溶剂致相分离法制备PVDF/PMMA复合膜,改变两亲聚合物泊洛沙姆（F127）的添加量来研究其含量对复合膜综合性能的影响。通过测试改性前后复合膜的纯水通量、截流率、接触角等分析其透水性、分离性能和亲水性能,并以牛血清蛋白作为污染物研究复合膜的抗污性能。结果表明：随着两亲聚合物F127的添加,PVDF/PMMA复合膜表面亲水性能明显增强,纯水通量呈增加趋势,断裂伸长率明显增加,对牛血清蛋白的截留率保持在 91.5% 以上。其中,F127 的添加量为 1.4% 时,接触角下降到 65.14°,纯水通量达到 205.4 L/（m²·h）,截留率为 95.0%。另外,对比改性前的复合膜,其平均污染度和衰减系数分别从38.55%和26.25%降至4.42%和6.74%,展现出了较好的抗污性能。     

氧化石墨烯膜对染料和盐的去除特性

氧化石墨烯(GO)膜能通过吸附去除染料和盐,但其通量往往较低.本研究通过过滤制备多壁碳纳米管夹层,再在其上过滤制备GO层,形成三层的MCG膜,夹层的存在极大提高膜的渗水性和通量.随着GO用量的增加,MCG的截留率增大,但通量降低.最优的GO用量推荐为217mg/m2,该膜通量约为180L/(m2·h),对亚甲基蓝的截留...     

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%。     

非织造布结构对PVC–C/PET复合膜的结构与性能影响

以PVC–C为成膜聚合物,N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,以聚对苯二甲酸乙二酯(PET)非织造布为支撑层,将凝固涂层工艺与非溶剂诱导相分离法相结合,制备了PVC–C/PET复合多孔膜。通过接触角测量仪、场发射扫描电子显微镜、孔径分布、孔隙率、纯水通量、碳素墨水截留、拉伸试验等系统研究了非织造布结构对PVC–C/PET复合膜孔结构和渗透性能的影响。结果表明,采用密度小、结构疏松的PET非织造布作为PVC–C微孔膜的支撑材料,制得的PVC–C/PET复合膜表面开孔程度增加,内部海绵状结构更疏松,孔隙率增大,降低了跨膜阻力,纯水通量从88.49 L/(m~2· h)提高到186.85 L/(m~2·h),与原膜相比提高了211.1%。此外,PVC–C/PET复合膜具有良好的截留性能,对碳素墨水截留率均保持99%以上,同时复合膜的拉伸强度和断裂伸长率明显增大。     

半互穿网络法制备聚偏氟乙烯复合超滤膜

利用半互穿网络法制备聚偏氟乙烯(PVDF)复合超滤膜,根据膜性能参数及扫描电子显微镜(SEM)结构分析确定,聚乙烯醇(PVA)与戊二醛(GD)发生缩醛化反应构建PVA/PVDF半互穿网络结构的最佳条件为,铸膜液中聚乙烯醇的添加量为4.0%(质量分数)、戊二醛与聚乙烯醇加入量的比率为0.5,筛选出的PVDF/PVA/PVP/GD/NMP=16/4/3/2/75配方制备的半互穿网络结构复合膜性能最佳,纯水通量为612.3L/(m~2.h),接触角48.3°,BSA截留率98.7%,爆破压力1.0MPa,BSA吸附量45.3μg/cm~2,使用X射线光电子能谱仪(XPS)、红外分析测试仪(FTIR)等对制备的膜组成及结构进行了表征,用于处理实际石化废水运行一个月后,水通量为144.4L/(m~2·h),COD去除率为80.4%,浊度去除率为97.2%,与未含这种结构的配方制备的PVDF膜性能参数相比,PVA/PVDF半互穿网络复合膜的水通量增大,亲水性能增强,抗污染、抗反洗能力加强,膜的综合性能明显提高。     

聚砜中空纤维膜的亲水改性研究

将吐温80或磺化聚砜(SPSF)加入聚砜-聚乙二醇400-二甲基乙酰胺(PSF–PEG400–DMAc)体系,共混制成均一铸膜液,采用浸入沉淀相转化法制备聚砜中空纤维超滤膜,考察吐温80或SPSF对聚砜中空纤维膜的亲水改性效果。对膜结构、铸膜液黏度、纯水通量、截留率、拉伸强度等进行了表征。研究结果表明,SPSF相比吐温80对膜的亲水性改善更明显。当SPSF质量分数为1.5%时,就可将PSF中空纤维膜的纯水通量提高一倍以上,膜纯水通量达到302 L/(m~2·h),对牛血清白蛋白(BSA)的截留率达到93%。     

纳米TiO_2改性PVDF超滤膜的制备

采用溶液刮膜法制备了聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜,利用TiO_2溶胶对PVDF超滤膜进行了改性。通过扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、接触角测量仪、拉力测定仪等对改性前后PVDF超滤膜进行了形貌、结构、亲水性能以及力学性能测试。结果表明,PVDF超滤膜的最佳配方:w(PVDF)为16%,聚乙烯吡咯烷酮与N,N-二甲基乙酰胺质量分数分别为2%,82%。纳米TiO_2能均匀分散在PVDF超滤膜中,显著提升了超滤膜的各项性能,改性PVDF超滤膜中,w(TiO_2)最佳为2%,膜的纯水通量达226.5 L/(m~2·h),牛血清蛋白截留率保持在89.3%,膜的牛血清蛋白污染率由38.5%降至6.7%,膜与水接触角由69.4°降至45.2°。     

多层羧甲基壳聚糖复合膜的制备及性能

以PES微滤膜为基膜,采用多层涂覆法制备了多层羧甲基壳聚糖(CMCS)复合膜,测定了复合膜对BSA溶液(1 g/L)的过滤性能及其因素的影响。实验结果表明,膜的浸涂层数显著影响膜的通量和对BSA的截留率,在压差为0.2 MPa、pH=5.5时,8层CMCS复合膜对BSA溶液的截留率达到90%,初始通量为54.8 L/(m~2·h)。与商业PS50超滤膜相比,制备的8层CMCS复合膜初始通量是PS50超滤膜的2.2倍,而PS50超滤膜对BSA的截留率为98%,大于8层CMCS复合膜的截留率。对比8层CMCS复合膜对BSA的初始和平均截留率表明,BSA在膜上的吸附能提高膜的截留率。     

氨基酸型两性离子超滤膜对染料分子的回收

通过特定化学反应对截留相对分子质量30×103再生纤维素(RC)膜进行表面修饰,得到3种氨基酸(甘氨酸、丝氨酸和赖氨酸)改性的两性离子超滤膜,选取3种分子量相近而所带电荷量不同的染料分子(亚甲基蓝、甲基橙和直接黄12),以考察两性离子超滤膜回收水中染料分子的可能。研究比较了染料荷电量、膜的接枝基团及离子强度对以上3种染料截留率的影响。结果表明,相较于中性膜,两性膜仅对荷负电染料截留能力增强;赖氨酸改性膜尽管荷电性呈中性,但仍有与其他改性膜相近的去除效果,在膜通量约为50 L/(m2·h)时,对直接黄12的截留率可达80%左右,这归因于赖氨酸基团形成了更致密的水化层;此外,离子强度的增加屏蔽了膜与荷负电染料的静电排斥,最终导致截留率降低。     

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。     

荷负电改性聚偏氟乙烯超滤膜对染料的吸附和截留研究

通过臭氧预处理偶氮二异丁腈引发接枝丙烯酸到聚偏氟乙烯(PVDF)主链上,得到改性产物聚偏氟乙烯接枝丙烯酸(PVDF-g-PAA)。采用浸没沉淀相转化法制备系列荷负电超滤膜(PA膜),通过傅里叶全反射红外光谱(ATR-FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)分析膜的组成和结构,并对阳离子染料亚甲基蓝(MB)和阴离子染料刚果红(CR)进行吸附和截留研究,考察了荷负电膜对染料吸附和截留的影响因素。结果表明,相比未改性的纯PVDF膜(P膜),PA膜的孔径、孔隙率、纯水通量、亲水性能均有不同程度的提高;PA膜对MB吸附量达到10.06mg/g,对CR基本没有吸附;PA膜对MB在前50min内可实现对其截留,而CR的截留率可以保持在96%左右,并且能起到浓缩作用。