PVA/PAN共混膜渗透汽化分离醋酸-水溶液的研究

对自制聚乙烯醇(PVA)/聚丙烯腈(PAN)共混膜渗透汽化分离低浓度醋酸-水溶液体系的性能进行了研究。分别考察了操作温度、下游表压以及醋酸浓度对PVA/PAN共混膜渗透蒸发分离性能影响。结果表明,随着操作温度增大和醋酸浓度及下游压力的减小,膜的渗透通量增加,分离因子减小。在操作温度323 K、下游表压8 mm Hg的条件下,采用膜厚为45μm的PVA/PAN共混膜对90wt.%的醋酸-水体系进行渗透汽化分离,其渗透通量和分离因子分别达到3746 g·m-2·h-1和3.75。     

PVA膜渗透汽化分离低浓度丙酮/水溶液的实验研究

采用聚乙烯醇（PVA）膜渗透汽化分离浓缩低浓度丙酮/水溶液,考察了原料液浓度、温度、膜后真空度等对PVA膜渗透通量和分离因子的影响。结果表明,随着原料液浓度的增加、温度和膜后真空度的升高,渗透通量和分离因子均呈增加的趋势,温度对渗透通量的影响基本符合Arrhenius方程。     

PVA/ZIF-8-NH2混合基质膜的制备及渗透汽化分离性能

通过将氨基改性ZIF-8-NH₂加入聚乙烯醇(PVA)制备了混合基质膜。采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、接触角和溶胀度测定等方法表征混合基质膜的结构与性能。通过混合基质膜渗透汽化正丁醇脱水实验发现,ZIF-8-NH₂含量为10%的混合基质膜,在40℃下的85%正丁醇/水混合液中的渗透汽化分离性能相对较好。     

纤维素/高岭土/PVA复合树脂凝胶膜的制备与表征

通过化学提取法从蔗渣中提取纤维素物质,利用溶剂蒸发法制备纤维素/高岭土/聚乙烯醇（PVA）复合树脂凝胶膜。采用傅里叶红外分析仪（FTIR）、扫描电镜（SEM）、拉伸测试、溶胀测试考察了单因素树脂溶胀浓度、树脂粒径、交联剂含量、成膜剂含量、增塑剂含量对树脂凝胶膜断裂伸长率、拉伸强度、溶胀度、弹性模量的影响。基于单因素结果进行正交试验。结果表明：当80目≤树脂粒径<100目,戊二醛用量为0.6 mL,丙三醇用量为0.9 mL,PVA溶液用量为6 mL时,复合凝胶膜材料具有优异性能。复合凝胶膜材料吸水倍率在280～300 g/g,常温下100 h后保水率仍可维持10%左右,断裂伸长率高于300%,吸水保水性能、弹性和韧性性能满足后续研发需求。     

聚乙烯醇与壳聚糖共混膜的研制与应用

将聚乙烯醇(PVA)和壳聚糖(CS)共混研制成渗透汽化(PVAP)复合膜,对乙醇水混合物具有较好的分离效果,膜的机械性能、耐水性等比纯聚乙烯醇膜有较大提高。用扫描电镜测定了膜的结构,讨论了共混配比、交联温度等成膜条件对膜性能的影响。     

改性PVA/PAN共混膜渗透汽化分离异丙醇-水溶液的研究

对自制改性聚乙烯醇(PVA)/聚丙烯腈(PAN)共混膜渗透汽化分离异丙醇-水溶液体系的性能进行了研究。分别考察了操作温度、下游表压以及异丙醇浓度对PVA/PAN共混膜渗透蒸发分离性能影响。结果表明,随着操作温度及异丙醇浓度的增大和下游压力的减小,膜的渗透通量增加,分离因子减小。在操作温度298 K、下游表压4k Pa的条件下,采用膜厚为42μm的PVA/PAN共混膜对90%(质量分数)的异丙醇-水体系进行渗透汽化分离,其渗透通量和分离因子分别达到1 940 g·m-2·h-1和22.2。     

PVA/Au纳米复合纤维的制备及表征

以聚乙烯醇(PVA)为还原剂和保护剂,采用PVA还原氯金酸(HAuCl4)制备纳米金(Au),一步法制备PVA/Au溶液,通过静电纺丝制备了PVA/Au纳米复合纤维.利用紫外可见光谱仪、透明电镜和扫描电镜对PVA/Au纳米复合纤维进行了表征.结果表明:随着HAuCl4浓度的增加,Au纳米粒子的粒径逐渐增大;HAuCl4...     

PVA膜在低浓度正丁醇/水溶液中渗透汽化行为研究

在传统的正丁醇发酵过程中,通常正丁醇的浓度不仅很低,而且对发酵过程有一定的产物抑制,影响发酵过程的连续正常进行。因此考虑使用聚乙烯醇(PVA)膜在渗透蒸发的作用下浓缩低浓度正丁醇/水溶液,考察了正丁醇原料液浓度、实验温度、真空度等操作条件对膜渗透通量和分离因子的影响。结果表明,渗透通量和分离因子均随温度的增加而增加,在60℃时,分离因子达到最大值;渗透通量随正丁醇进料浓度的增加而降低,分离因子则呈先升高后减小的趋势,并出现最大值;渗透通量和分离因子均随真空度的增加而增加。     

PVA膜在低浓度正丁醇/水溶液中渗透汽化行为研究

在传统的正丁醇发酵过程中,通常正丁醇的浓度不仅很低,而且对发酵过程有一定的产物抑制,影响发酵过程的连续正常进行。因此考虑使用聚乙烯醇(PVA)膜在渗透蒸发的作用下浓缩低浓度正丁醇/水溶液,考察了正丁醇原料液浓度、实验温度、真空度等操作条件对膜渗透通量和分离因子的影响。结果表明,渗透通量和分离因子均随温度的增加而增加,在60℃时,分离因子达到最大值;渗透通量随正丁醇进料浓度的增加而降低,分离因子则呈先升高后减小的趋势,并出现最大值;渗透通量和分离因子均随真空度的增加而增加。     

氯乙酸醚化PVA聚阴离子膜材料的制备及表征

利用超声振荡,以聚乙烯醇（PVA）和氯乙酸为原料,氢氧化钠为催化剂,制备聚阴离子膜材料.考察了影响取代度的各因素,确定最佳工艺条件为：聚乙烯醇3 g,氯乙酸6.5 g,超声振荡时间1 h,反应温度70 ℃,水用量27 mL.利用红外光谱对聚离子材料的化学结构进行了表征,并对醚化反应的取代度、材料的溶解性进行了测试.     

磺酸基取代阴离子聚乙烯醇膜材料的制备及表征

采用超声振荡法,通过聚乙烯醇(PVA)与硫酸进行酯化反应制备了聚阴离子膜材料。用正交实验法讨论了最佳合成工艺条件,测定了酯化反应的取代度,并通过红外光谱对材料的化学结构进行了表征。     

改性水滑石/聚乙烯醇复合膜的制备及性能

采用焙烧复原法将山梨酸(SA)插入水滑石(LDH)层间合成了纳米插层材料SA-LDH,将其与聚乙烯醇(PVA)共混,通过溶液流延法制备得到复合薄膜SA-LDH/PVA。采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X-射线衍射(XRD)、热重-差热分析(TG-DSC)和扫描电镜(SEM)对其结构、热稳定性以及形貌进行表征,并测试了复合薄膜的力学性能、溶胀率、溶解率和抑菌性能。结果表明:复合薄膜SA-LDH/PVA中SA-LDH含量为5 wt%时得到的LDH晶型最为完整,对应的SA-LDH片层在PVA薄膜中分散比较均匀;添加3 wt%SA-LDH可提高PVA膜的热稳定性;SA-LDH添加量为5 wt%和7 wt%时,提高了复合膜的抗拉性能和断裂伸长率;SA-LDH的添加提高了PVA膜的耐水性能;SA-LDH的添加量分别为5 wt%和6 wt%时,SA-LDH/PVA复合薄膜对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌效果最佳。制备的改性水滑石/聚乙烯醇复合抑菌膜,为食品包装领域提供一种广谱的抑菌材料。     

新型PVA/PA复合膜的微结构及其成膜条件

将不同材料分别用作复合膜的分离层和支撑体,是制备优良选择渗透性分离膜的重要方法之一.采用浇铸工艺将具有亲水性和高分离因子的聚乙烯醇(PVA)涂覆在高度透水性的反渗透(RO)聚酰胺(PA)膜表面,制备成渗透汽化(PV)分离有机物水混合物的PVA/PA复合膜.扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)以及红外光谱分析表明,PVA-PA层结构为一体化,膜表面光滑、致密,分离层上的微囊高度下降到4 nm左右.可以认为膜的优异传质性能取决于良好微结构包括PVA的化学交联和膜的结构形貌.铸膜液中PVA和交联剂的浓度以及热处理条件对复合膜分离性能的影响是明显的.这一新型的复合膜在环境温度下PV分离异丙醇(IPA)/水混合物的渗透通量(J)接近100 g·m-2·h-1,渗透物中的水含量(CP-H2O)大于99.5%.     

PVA/FA/4A复合质子交换膜的制备及性能研究

以聚乙烯醇(PVA)、富马酸(FA)和4A分子筛为原料,利用流延法制备了PVA/FA/4A复合质子交换膜,并对膜的吸水率、溶胀率和离子交换容量、甲醇透过率、电导率等性质进行了测定。结果表明:室温为20℃条件下,测得PVA/FA/4A膜的吸水率为156%,溶胀率为49.1%,离子交换容量为0.804 mmol/L,电导率为3.33×10~(-2)S/cm,甲醇渗透率为0.72×10~(-7) cm~2/S.表明PVA/FA/4A复合质子交换膜具有很好的阻醇效果和高的质子导电性。     

PVA-TEOS/PAN渗透汽化膜的制备及其乙酸乙酯脱水

以聚丙烯腈(PAN)中空纤维超滤膜为底膜,以聚乙烯醇(PVA)和正硅酸乙酯(TEOS)的混合液为涂膜液,采用溶胶-凝胶法制备了PVA-TEOS/PAN渗透汽化复合膜,并用于乙酸乙酯脱水. FT-IR和XRD谱图证实复合膜表层中由于PVA与TEOS的交联反应而形成了Si?O?C共价键,且PVA的结晶度下降. 另外,利用静态接触角测量对复合膜表层的亲水性进行了表征. 考察了复合膜在乙酸乙酯水溶液中的溶胀性能及涂膜液中TEOS含量和料液温度与浓度对PVA-TEOS/PAN复合膜分离性能的影响. 结果表明,TEOS的加入有效降低了复合膜在乙酸乙酯水溶液中的溶胀度,使其对水具有较好的分离选择性. 40℃下,涂膜液中TEOS质量含量分别为5%和30%的PVA-TEOS/PAN复合膜分离98%的乙酸乙酯水溶液时,其分离因子分别为2830和4448,渗透通量分别为49.4和41.4 g/(m2×h).     

新型PVA/PA复合膜的运行工艺对渗透汽化性能的影响

研究了聚乙烯醇（PVA）/聚酰胺（PA）复合膜渗透汽化（PV）分离异丙醇（IPA）/水混合物时运行工艺的影响,模拟了渗透通量（J）预测方程。结果表明,PVA/PA复合膜在料液中w（IPA）%在0～95%范围内或在25℃～100℃的操作温度范围获得的渗透液中IPA含量[w′（IPA）]都小于1%,J随料液中w（IPA）%的下降或操作温度的提高而增加。分离性能预测方程的拟合结果与试验数据有良好一致性。在室温条件下,经过90 d的间歇运行或经过120 d的长期贮存后,PVA/PA复合膜的分离性能稳定,在IPA/水混合物的共沸温度80.4℃运行时的J为73.1 g/m^2·h,渗透液中的水含量[w′（H2O）]都大于99.5%,展示了其在食品、生物、制药和化学等工业中将具有良好的应用前景。     

PVA/EC合金膜材料的制备及其界面性能表征

采用溶液共混和液-固相转变法制备出聚乙烯醇/乙基纤维素(PVA/EC)合金和EC均质膜材料作为高效液相色谱柱填料. 采用 HPLC法探讨了合金化前后PVA膜材料的界面性能及亲水性变化,并以粘度法、折光指数法、红外光谱法及热重分析法研究了EC与PVA的相容性和热稳定性. 实验结果表明,两者之间具有很好的相容性;PVA/EC合金对不离解的极性有机物的分离性能优于EC均质膜材料.     

Modification of Thin Film Composite PVA/PAN Membranes for Pervaporation Using Aluminosilicate Nanoparticles

The effect of the modification of the polyvinyl alcohol (PVA) selective layer of thin film composite (TFC) membranes by aluminosilicate (Al₂O₃·SiO₂) nanoparticles on the structure and pervaporation performance was studied. For the first time, PVA-Al₂O₃·SiO₂/polyacrylonitrile (PAN) thin film nanocomposite (TFN) membranes for pervaporation separation of ethanol/water mixture were developed via the formation of the selective layer in dynamic mode. Selective layers of PVA/PAN and PVA-Al₂O₃·SiO₂/PAN membranes were formed via filtration of PVA aqueous solutions or PVA-Al₂O₃·SiO₂ aqueous dispersions through the ultrafiltration PAN membrane for 10 min at 0.3 MPa in dead-end mode. Average particle size and zeta potential of aluminosilicate nanoparticles in PVA aqueous solution were analyzed using the dynamic light scattering technique. Structure and surface properties of membranes were studied using scanning electron microscopy (SEM), atomic force microscopy (AFM) and water contact angle measurements. Membrane performance was investigated in pervaporation dehydration of ethanol/water mixtures in the broad concentration range. It was found that flux of TFN membranes decreased with addition of Al₂O₃·SiO₂ nanoparticles into the selective layer due to the increase in selective layer thickness. However, ethanol/water separation factor of TFN membranes was found to be significantly higher compared to the reference TFC membrane in the whole range of studied ethanol/water feed mixtures with different concentrations, which is attributed to the increase in membrane hydrophilicity. It was found that developed PVA-Al₂O₃·SiO₂/PAN TFN membranes were more stable in the dehydration of ethanol in the whole range of investigated concentrations as well as at different temperatures of the feed mixtures (25 °C, 35 °C, 50 °C) compared to the reference membrane which is due to the additional cross-linking of the selective layer by formation hydrogen and donor-acceptor bonds between aluminosilicate nanoparticles and PVA macromolecules.     

聚哌嗪酰胺复合纳滤膜制备及其性能表征

以聚砜超滤膜为基膜,采用界面聚合方法制备了聚哌嗪酰胺复合纳滤膜,并对其膜性能进行了表征。实验重点考察了基膜性质、聚合单体浓度、聚合反应时间、表面活性剂浓度、酸受体添加量等因素对纳滤膜性能的影响,确定了纳滤膜制备过程的界面聚合优化条件,即:水相单体(哌嗪)浓度0.08~0.12molL-1;有机相单体(间苯二甲酰氯和均苯三甲酰氯混合物)浓度0.08~0.1molL-1;聚合反应时间3~5min。在0.4MPa、25℃条件下,实验测得复合纳滤膜的水通量为4.12Lm-2h-1bar-1,膜对浓度为0.01molL-1的NaCl的截留率为30%~40%,对浓度为0.005molL-1的Na2SO4的截留率为80%~90%;对分子量不低于300gmol-1的有机物的截留率高于95%。该膜的分离性能接近于商业纳滤膜,其分离机理主要表现为“筛分机理以及膜与电解质之间的荷电作用。     

PVA/木醋液/PVA复合膜的制备和表征

制备了5种聚乙烯醇(PVA)/木醋液/PVA复合膜,并分别对其力学性能和透光率进行表征。研究结果表明PVA/贮藏桶上部白桦精制木醋液/PVA复合膜的平均厚度较小(0.67 mm);PVA/贮藏桶上部白桦精制木醋液/PVA复合膜的拉伸强度较大(82.47 Mpa);PVA/贮藏桶上部白桦精制木醋液/PVA复合膜的断裂伸长率较小(17.5%)。PVA/贮藏桶上部白桦精制木醋液/PVA复合膜的透光率较好。PVA/木醋液/PVA复合膜在木醋液抑菌膜领域具有开发价值。