耐有机溶剂型分离膜的制备及应用研究进展

有机溶剂的分离与纯化是近年来的研究热点,众多分离与纯化技术应运而生。耐有机溶剂膜分离技术具有高效节能、操作简便的优势,受到研究者们的普遍关注,在化工、环境、医药、纺织等领域具有广阔的应用前景。文中概括了耐有机溶剂型分离膜的分离技术与分类,阐述了耐有机溶剂型分离膜的制备方法,介绍了耐有机溶剂型分离膜的应用进展,并对耐有机溶剂型分离膜的发展趋势进行了展望。综述内容可为耐有机溶剂型分离膜的推广和应用提供策略支撑。     

有机溶剂分离膜的开发

有机溶剂分离膜的开发１．前言膜分离技术被用在各个领域，目前正在实用化的推广之中。然而，用于液－液混合物的膜分离技术还只限于个别领域中使用，人们期待着它的发展。最近，用渗透气化（ＰＶ）法由共沸混合物脱水的技术已实用化，证明了膜溶剂分离技术具有成本低、能...     

酰胺功能化共价三嗪骨架增强光催化析氢（英文）

具有富氮共轭骨架的共价三嗪骨架(CTFs)是一类典型的共价有机骨架(COFs)多孔材料,因其优异的化学和物理稳定性、结构可调性和低骨架密度等特性,在光催化氧化还原反应研究方面逐渐受到重视.与众多COFs材料一样,CTFs的光催化活性与材料的结晶性和官能团修饰密切相关.然而,CTFs的合成途径较为单一,主要通过强有机酸催化氰基不可逆热聚合,以致CTFs较难通过结晶和官能团修饰协同提升催化活性.在本工作中,我们发现CF₃SO₃H催化热聚合制备的CTF-1具有很高的结晶度且晶粒表面含有大量未反应的氰基.将CTF-1浸没在盐酸溶液中,通过超声辅助促使表面氰基水解成酰胺基团,获得了酰胺功能化的高结晶性CTFs(CTF-amide).研究表明,随着盐酸处理时间的增加,更多的氰基转化为酰胺基团,相应材料的光催化活性增强越明显.其中CTF-amide-16的光催化分解水析氢速率为1133μmol g^-1 h^-1,远高于原始的CTF-1(520μmol g^-1 h^-1).电...     

共价层层自组装纳滤膜的制备及性能研究

纳滤膜目前多采用界面聚合的方法制备.层层自组装是近年来发展的一种新型制膜方法,但层层自组装所制备的纳滤膜大多需要5个以上双层,制备过程繁琐,同时,以静电力结合的阴阳离子聚电解质在水中存在一定程度的解离和溶胀,结构不稳定.本文提出用静电组装与化学交联相结合的方法制备纳滤膜,增强膜的稳定性.以改性的聚丙烯腈(PAN)为基膜,以聚丙烯酸(PAA)和聚乙烯亚胺(PEI)分别为阴阳离子聚电解质,以戊二醛(GA)为交联剂,制备了共价层层自组装纳滤膜(PEI/PAA/GA)n,研究了双层数、交联剂浓度、交联时间等因素对膜性能的影响.结果表明,当制备两个双层时,(PEI/PAA/GA)_2纳滤膜对2 000 mg/L Na_2SO_4溶液中的Na_2SO_4的截留率就能达到98.1%,水通量为12.6 L/(m~2·h·MPa);对2 000 mg/L NaCl溶液中的NaCl的截留率达到82.9%,水通量为16.8 L/(m~2·h·MPa).交联后的纳滤膜有良好的耐溶胀性和长期运行稳定性.     

流动体系中NaA分子筛膜的制备及渗透汽化分离性能研究

以液体硅酸钠、铝酸钠和氢氧化钠为原料,在一种流动体系中制备了工业应用规格的NaA分子筛膜,用XRD和SEM对分子筛膜的晶相结构和表面形貌进行了表征,所制备的NaA分子筛膜具有优良的渗透汽化分离性能.这种流动体系中制备分子筛膜的新方法从根本上避免分子筛合成过程中的浓度梯度问题,有利于制备均匀、连续、致密、分离性能优异的分子筛膜,特别适合于制备工业应用规模的分子筛膜.     

水性聚氨酯膜的制备及渗透汽化分离苯/环己烷

以低聚物多元醇为软段,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)或甲苯二异氰酸酯(TDI)为硬段,合成脂肪族或芳香族水性聚氨酯(WPU)膜;对温度为50℃,质量分数为50%苯/环己烷混合溶液进行渗透汽化性能的检测。结果表明,芳香族WPU膜的分离效果优于脂肪族WPU膜,但渗透性能略差;采用聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇(PBA)作为软段合成的WPU膜的分离和渗透效果均较为理想;对于PBA基WPU膜,软段的相对分子质量越大,分离因子越小,渗透通量越大;软段PBA-2000含量从51.6%增加到65.1%,硬段为IPDI的WPU膜的分离因子由4.91减小到4.64,渗透通量由0.28kg/(m~2·h)增加到0.45 kg/(m~2·h)。硬段为TDI的WPU膜的分离因子由6.11减小到5.33,渗透通量由0.095 kg/(m~2·h)增加到0.42 kg/(m~2·h)。     

有机溶剂分离膜结构和膜材料设计理论研究

综述现存有机溶剂分离膜的不同结构特点，分析膜结构对溶剂渗透性能的影响．围绕溶剂渗透过程的溶解-扩散机理模型，重点阐述预测溶解性的溶液热力学理论和计算扩散系数的自由体积理论，强调化工热力学理论对新型溶剂分离膜开发的指导作用．在此基础上，提出膜材料和膜结构相互协调，利用物性推算法进行有机溶剂分离膜材料设计的思想．     

共价有机骨架材料的合成及应用

共价有机骨架材料(Covalent organic frameworks,COFs)是有机单体通过可逆共价键连接形成的晶型有机多孔材料.自2005年首例COFs报道以来,大量新型COFs应运而生.COFs具有质量轻、密度低、结构规整、孔道结构可调、比表面积大、化学稳定性高的优势,在生命科学、环境保护和能源化工等方向具有巨大的应用潜力.由于功能化的COFs易实现不同物质在其内部的传输,目前研究人员已经成功将大量COFs应用于气体的吸附和分离与存储、催化剂、药物传递、有机电子器件和选择性分离薄膜等领域并取得了丰硕的研究成果.大量研究表明,COFs是高效存储CO2、H2和CH4的多孔材料,并且也可以作为催化剂载体,甚至可以直接作为催化剂用于催化各种化学反应.COFs的水分散度高且不会对细胞产生毒性,对布洛芬、5-氟尿嘧啶和槲皮素等药物表现出高效的负载和释放性能.2D COFs的π阵列型结构孔道高度规整,容易形成良好的载流子传导路径,可作为半导体元器件、超级电容器和质子交换膜等有机电子器件的理想候选材料.由于其高度有序且稳定的纳米孔道结构特性,2D COFs还可作为性能良好的纳滤薄膜,以高效分离溶剂中的染料分子.本文总结了COFs的各种特性并概述了COFs的结构设计、功能化和合成方法,综述了COFs在气体吸附与存储、催化剂、药物传递、有机电子器件和选择性分子筛薄膜领域的应用进展,并对其发展的新趋势进行了展望.     

HTPB基聚氨酯膜的制备及渗透汽化分离水中乙酸甲酯

利用两步法制备端羟基聚丁二烯(HTPB)基聚氨酯(HTPB-PU)渗透汽化膜,采用DSC和TGA表征HTPB-PU的微相结构和热性能,研究了该膜从水中回收乙酸甲酯(MA)的渗透汽化性能.从DSC结果可以看出,HTPB-PU膜有两个玻璃化转变温度,说明HTPB-PU膜具有微相分离结构.TGA结果表明,该膜具有很好的耐热性能.对于乙酸甲酯水溶液,该膜表现出良好的优先透乙酸甲酯性能,通过考察操作温度、料液中乙酸甲酯浓度等对HTPB-PU膜渗透汽化性能的影响发现:随着操作温度的增加,渗透通量增加、分离因子下降;当料液中乙酸甲酯质量分数为20%时,分离因子和渗透通量分别达到430和1 495 g/(m2·h).     

ZIF-8填充聚硅氧烷膜的制备及渗透汽化分离水中正丁醇

两步法制备ZIF-8填充聚二甲基硅氧烷(PDMS)渗透汽化膜PDMS/ZIF-8,用以分离水中正丁醇,并对该膜的化学结构、形貌及热稳定性进行了表征.结果表明:该膜对正丁醇有很高的选择渗透性,随着ZIF-8添加量的增加,分离因子先增大后减小,而总通量单调下降.当ZIF-8添加质量分数为2%时(PDMS/ZIF-8-2膜),分离因子达到最高.另一方面,随着操作温度的上升,PDMS/ZIF-8-2膜的通量和分离因子都增大.在60℃,料液质量分数为0.96%时,PDMS/ZIF-8-2膜的分离因子及通量最高可达49.24和8.43kg·μm/(m2·h).     

改性聚氨酯膜的制备及渗透汽化苯/环己烷分离性能

选用醋酸钴和环糊精作为聚氨酯(PEA-TDI-MDA)的有机和无机填充改性剂,制备了一系列改性聚氨酯(PU)分离膜。研究了改性PU膜的结构,考察了填充剂的种类和含量对PU膜渗透汽化苯/环己烷分离性能的影响。结果表明,几种改性聚氨酯膜均可分离苯/环己烷混合物中的苯。对于40℃的苯/环己烷(50/50)混合物,随着醋酸钴含量的增加,PU膜渗透性变化不大,而分离因子从7.0提高到11.1;随着环糊精含量的增加,膜的选择性不受影响,而渗透通量从12.8 kg.μm/m2.h提高到22.9 kg.μm/m2.h。     

渗透汽化膜与气体分离膜的对比研究

制奋了聚二甲基硅氧烷和多孔聚丙的复合膜,并分别用以分离O_2、N_2和以渗透汽化法分离乙醇—水混合物。结果表明,当复合膜较薄时,膜的选择性对气体保持不变,而对渗透汽化法却大幅度下降。说明尽管气体膜分离与液体混合物的渗透汽化分离都遵循“溶解扩散”机理,但是溶解和扩散对选择性的贡献在两种情况下,程度是不同的。计算了氧、氮、乙醇和水的透过活化能,分别为6.7KJ/mol、10KJ/mol、32.6KJ/mol和35KJ/mol.建议气体分离膜在室温操作而渗透汽化膜在较高温度操作。     

大连化物所金属有机骨架分离膜研究取得突破

近日,中科院大连化学物理研究所杨维慎研究员领导的无机膜与催化新材料研究组在金属有机骨架分离膜的研究工作中取得突破,这是对具有实际应用价值的MOFs分离膜的首次报道。近年来,MOFs材料因其在吸附、分离、催化等领域的巨大潜在应用价值而成为世界各国研究者普遍关注的焦点。国际上,利用MOFs材料构建分子筛分     

丝素-壳聚糖共混膜的制备及其金属离子渗透行为的研究

采用壳聚糖(CS)对天然高分子丝素(SB)进行改性,制备了丝素-壳聚糖(SB-CS)共混膜.FTIR、TGA、SEM的分析表明,该共混膜中SB和CS具有良好的相容性,壳聚糖改善了丝素膜的吸水性和机械性能.通过渗透实验发现不同的金属离子在共混膜中的渗透速率有很大的差异,一些常见的金属离子渗透速率的大小顺序为:K+>Ca2+>Cd2+>Pb2+>Cu2+>Ni2+.     

醋酸纤维素正渗透膜的制备及性能研究

以醋酸纤维素(CA)为膜材料,涤纶网(PET)为增强材料,用相转化法制备一种正渗透膜.结果表明,所制得的膜为PET嵌入的非对称膜,厚度约为127μm,断裂强度为37.86N.该膜具有较好的亲水性,接触角为51.4°,孔隙率为74.2%;在pH为2~11的范围内可长时间保持性能稳定;抗污染性能优异,经简单物理清洗后可基本恢复原始通量;以0.2mol/L NaCl溶液为原料液,1.5mol/L的葡萄糖溶液为汲取液,对膜性能测试结果表明:在正渗透(FO)模式下,水通量和截盐率分别为3.78L/(m2·h)和95.65%;在PRO模式下,水通量和截盐率分别为5.34L/(m2·h)和96.25%.FO模式与PRO模式的水通量比为0.71,表明膜具有较低的内浓差极化效应(ICP).     

共价有机骨架储氢性能的研究进展

共价有机骨架(COFs)具有良好的热稳定性,大的表面积,高的孔隙率和极低的密度,因而显示出优异的储氢性能。重点介绍了COFs储氢性能的研究进展和目前存在的问题,提出了今后的研究重点和发展方向。     

壳聚糖膜渗透汽化传递行为的研究

以壳聚糖膜及硫酸交联壳聚糖膜为基础、以乙醇－水体系为研究对象，考察了浓度、温度、交联对壳聚糖膜以及硫酸交联壳聚糖膜的传递行为的影响。实验结果表明，对壳聚膜糖膜和和硫酸交联壳聚糖膜来说，渗透通量与分离性能强烈地取决于原料组成。组发在膜内溶胀分配关系随原料浓度的改变而改变，这种溶胀过程的热力学分配关系直接支配着渗透气化的分离性能。随着温度的上升，乙醇与水的渗透通量急剧增加，而溶胀度变化不大。表明在一定     

分离用无机膜的制备方法及研究展望

无机膜的制备技术已得到广泛的研究,报道了许多制备方法,综合论述了无机膜的制备方法及当今主要研究热点即膜材料、膜制备等,并列举了无机膜在许多领域的应用,最后预测了无机膜制备研究的发展趋势.     

PEA型聚氨酯膜的制备及渗透汽化苯/环己烷的分离性能

通过溶液聚合的方法,以聚己二酸乙二醇酯(PEA)为软段,不同的二胺、二酐为扩链剂,制备了七种不同硬段结构和含量的聚氨酯膜,并对其结构和热性质进行了表征。考察了不同硬段结构与其渗透汽化苯/环己烷分离性能之间的关系。结果表明,PEA型聚氨酯膜可以有效分离苯/环己烷混合物中的苯,其中以二胺基二苯甲烷(MDA)扩链的聚氨酯膜综合渗透汽化分离性能最佳,对于苯/环己烷(50/50)体系,40℃时硬段含量为21.5%的膜渗透通量为26.35 kg.μm/m2.h,分离因子为6.29。而硬段含量为28.4%的膜渗透通量为9.52 kg.μm/m2.h,分离因子为13.21。     

聚丙烯酸钠荷负电膜的制备及分离特性研究

采用含浸法制备聚丙烯酸钠荷负电超滤膜,研究了聚丙烯酸钠含量、含浸时间、交联剂、乙酸和乙醇加入量等因素对膜性能的影响,利用红外光谱分析膜组成变化,获得制备聚丙烯酸钠荷电膜的合适条件.研究结果表明,实验制备得到的荷负电膜引入了羧基基团,膜的透过率影响较少,而截留率比未改性膜提高了9倍,由9.23%增加到89.02%.