表面改性纳米二氧化钛-芳香聚酰胺复合反渗透膜的制备与表征

采用TMC对亲水纳米TiO2进行表面改性,然后添加在复合反渗透膜的聚酰胺层中,制备了改性纳米TiO2-聚酰胺复合反渗透膜。改性纳米TiO2使用红外光谱法(FTIR)和粒径分析仪进行表征;采用渗透试验,扫描电镜(SEM)、静态接触角仪、原子力显微镜等对复合膜的性能和结构分别测试和表征。结果表明,改性TiO2的表面接枝上酰氯基团,在有机溶剂中的分散性得到提高;SEM和AFM照片证实,TiO2在膜表面分布均匀,膜表面粗糙度增加;杂化复合膜亲水性也有一定程度的提高;膜性能测试结果证实了添加TiO2的复合膜水通量均高于纯聚酰胺膜,同时脱盐率变化很小。当改性TiO2的添加量为0.05%(m/v)时,水通量由11.21 L/(m2.h)提升到32.61 L/(m2.h),对NaCl截留率达到98.9%。试验结果表明,改性TiO2很好地分散在聚酰胺层,提高了水通量,还保持了高脱盐率,膜性能得到提高。     

纳滤和反渗透膜形貌结构与膜性能关系探索

纳滤和反渗透膜表面形貌结构、亲疏水性的性质与膜脱盐率、水通量等性能存在一定关系。对几款商用纳滤、反渗透膜进行表面形貌结构、表面粗糙度、亲水性表征。结果表明,纳滤膜表面平整粗糙度低、亲水性强、脱盐率较低,但水通量高。反渗透膜表面存在大量疏松的峰谷结构,比纳滤膜粗糙度更大、亲水性强。对比两款海水反渗透膜,推测调整反渗透膜"叶片"大小和数量可调节反渗透膜的脱盐率和水通量性能。     

高性能海水淡化反渗透膜的制备及其性能研究

通过对聚砜多孔支撑膜皮层孔型结构的调控,制备了2种性能优异的海水淡化反渗透膜,并利用SEM、AFM和FTIR等技术对其结构和性能进行了系统研究;模拟海水条件下,对由相应膜片卷制的海水淡化用膜元件的耐温性和耐盐度稳定性进行了系统评价。并以国外高性能海水淡化反渗透膜为参照进行了对比评测。结果表明,聚砜多孔支撑膜的孔型结构可以作为调控聚酰胺脱盐层结构并开发高性能海水淡化反渗透膜的有效手段;所制备的海水淡化反渗透膜膜片脱盐率最高超过99.90%,且耐温度稳定性好。相应膜元件除具有优异的脱盐率和水通量性能外,还具有较强的耐高温和耐高盐度冲击能力,并且其耐酸碱清洗能力远优于参照膜元件。     

新型聚酰胺复合膜的制备及性能研究 Ⅱ操作条件对复合膜分离性能的影响

探索了不同操作条件以及物料性质对新型聚酰胺复合膜的性能影响。结果表明：随着操作压力的升高，PA复合膜的脱盐率和通量显上升趋势，压力增加到一定程度后脱盐率逐渐稳定；随着操作时间的延长。PA复合膜的脱盐率和通量变化不大；随着原料液浓度的增大，膜的脱盐率和通量一直下降；另外，荷负电的PA复合膜存在Donnan效应。PA复合膜对二价盐和相对分子质量在200-2000之间的有机小分子有较高的截留率，对有机染料具有较好的脱色效果。     

制备反渗透聚合膜过程中的关键影响因素分析

通常采用间苯二胺和均苯三甲酰氯的界面聚合反应来制备反渗透膜,反渗透膜的膜通量和脱盐率受基膜、制膜配方、制膜工艺等多方因素的影响,本文对反渗透制备中影响膜性能的一些关键性影响因素进行了详细分析。     

聚酯酰胺反渗透复合膜的制备及其表征

以间苯二胺、氨基葡萄糖与均苯三甲酰氟为反应物,在聚砜基膜上用界面聚合法制备聚酯酰胺反渗透复合膜。用红外光谱仪（FT-IR）和扫描电子显微镜（SEM）及原子力显微镜（AFM）对所制备膜的结构和形态进行表征。红外光谱的结果表明有聚酰胺和聚酯结构的生成,扫描电镜结果显示复合膜表面呈明显的峰谷状结构,原子力显微镜分析结果表明聚酯酰胺膜表面粗糙度较聚酰胺膜表面粗糙度大。实验考察了界面聚合反应中的水相单体配比对所制备复合膜分离性能的影响;并进一步考察了操作条件及物料性质对制备的聚酯酰胺反渗透复合膜分离性能的影响。研究表明：随水相中氨基葡萄糖配比的增加,复合膜的脱盐率下降,通量上升。聚酯酰胺反渗透复合膜在1．6MPa操作压力下水通量达到27．4L／m^2·h以上,对2000mg／L的NaCl、KCl、MgCl2、Na2SO4、MgSO4等无机盐的脱盐率均在97．5％以上。     

纳米聚苯胺改性聚哌嗪酰胺纳滤膜的制备

以导电态纳米聚苯胺(PANI)为添加剂, 哌嗪和均苯三甲酰氯(TMC)为反应单体, 通过界面聚合反应在聚砜超滤膜上形成复合层制备纳滤膜。采用扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)等对复合膜的性能和结构分别进行了测试和表征。SEM照片证实PANI含量低时, 可以在复合膜上分布得比较均匀;AFM图像看出膜表面粗糙度的增加;膜性能的测试结果证实了添加PANI的复合膜水通量得到了提高, 同时脱盐率也有变化。最优实验条件下, 膜对Na₂SO₄、MgSO₄、MgCl₂和NaCl的截留率分别为99.4%、98.5%、85.4%和59.2%。试验结果表明, 加入PANI能够提高膜的水通量, 并提升了膜的脱盐性能。     

聚砜酰胺(PSA)反渗透膜研究的进展添加剂及蒸发过程的影响

研究了添加剂及蒸发过程对PSA反渗透膜性能的影响。结果指出,通过采用合适的多组份添加剂及选择适宜的蒸发条件,在其它操作条件与脱盐率不变的情况下,可将膜的水通量比早期研究的PSA膜提高一倍以上。促进了PSA反渗透膜在工业生产上的应用。     

低压季铵化聚砜反渗透膜

本文研究了氯甲基化/季铵化聚砜的合成、制膜工艺及其反渗透性能。采用了氯甲基化聚砜、硝酸锂及二甲基乙酰胺的溶液先制备不对称膜,然后以三甲胺溶液进行季铵化反应制备反渗透膜的新工艺。该膜在操作压力为1.5MPa,浓缩水回流量为20L/h,进料液为自来水的条件下,脱盐率为92％,水通量为0.6m~3/m~·d。     

石墨烯改性复合反渗透膜的结构和性能研究

在聚砜铸膜液中加入石墨烯分散液(GDN),以纯水为凝固浴,采用浸没沉淀相转化法制备支撑层,并以界面聚合法制备复合反渗透膜,利用场发射扫描电子显微镜、原子力显微镜、接触角测量仪等技术对支撑层和复合反渗透膜结构和性能进行表征测试。结果表明,GDN可以有效提高多孔支撑层表面皮层厚度,当PS铸膜液中GDN添加质量分数为0.1%时,复合反渗透膜水通量最高,接触角最低,在牛血清蛋白水溶液中测试通量衰减幅度最小。制备的复合反渗透膜具有表面粗糙度小、亲水性好和耐污染能力强等优点。     

净水设备用新型反渗透功能膜制备及应用研究

反渗透膜在使用过程中,常出现易结垢、寿命短、脱盐率低、水通量小等问题。主要针对净水设备用反渗透膜出现的问题进行改性实验研究,通过工艺设计并对其性能影响因素进行分析。通过含浸界面接枝法改性的新型反渗透功能膜通量和脱盐率达到了最佳的平衡状态,亲水性可控。据此方法进行中试后生产的新型反渗透功能膜脱盐率99.52%,水通量大于31.5 L/m²·h,净水产水量3000 L;节水率(净水产水率)57.5%。     

利用低压膜淡化海水制城市杂用水研究

面向城市杂用水的水质需求,对低压膜海水淡化方法进行了研究。选取了NF270-2540、NF90-2540和时代沃顿低压反渗透膜(LPRO),分别考察了进料压力、流量、温度、海水含盐量及膜支数对海水淡化处理中膜通量、水回收率及脱盐率的影响。结果表明,在压力3.0～4.2 MP时,NF270-2540的脱盐率不足40%,而NF90-2540和LPRO的脱盐率则在95%以上,其中单支LPRO膜在进料压力为4.0 MPa、进料体积流量720 L/h、进料温度25℃操作条件下,水回收率为22.4%,产水TDS的质量浓度为0.936 g/L,产水水质达到GB/T 18920-2016城市杂用水的水质标准。     

模板剂在反渗透膜制备中的应用及膜性能研究

研究了苯磺酸钠、四乙基氯化铵,β环糊精三种不同模板剂作为水相添加剂对反渗透复合膜性能及膜表面形貌的影响。实验发现添加一定量的模板剂有利于提高复合膜性能,在提高复合膜截留率的同时,水通量能提升近2倍。模板剂的结构影响膜性能,模板剂结构越对称,复合膜的性能越好。扫面电镜(SEM)显示随着模板剂含量的增加,膜表面形态从叶片状过渡到颗粒状。由添加模板剂所制备的复合膜具有优异的抗污染性能和耐氯性能,复合膜以100 mg/L牛血清蛋白+500 mg/L NaCl为进料液,1.05 MPa连续运行100 h后,复合膜仍然保持较高水通量;复合膜以100 mg/L有效活性氯+500 mg/L NaCl为进料液,在1.05 MPa连续运行40 h,仍然保持较高的水通量和截留率。模板剂的使用为今后高性能反渗透膜的制备指明了方向。     

腐殖酸类物质对反渗透膜的污染研究

通过单一污染物实验,分析了不同浓度的腐殖酸类有机物对反渗透膜的污染过程,明确了膜表面沉积的腐殖酸类有机污染物总量是导致系统膜通量降低与脱盐率升高的主要因素.腐殖酸与钙离子的复合污染实验表明,钙离子的存在加快了腐殖酸的沉积速率,且两者在膜表面的沉积使膜通量与脱盐率下降,而腐殖酸在膜上的沉积量是通量变化的决定因素.     

反渗透复合膜研究进展与展望

反渗透技术凭借其高效率、操作维护方便等优点在近几十年得到长足的发展,并超越蒸馏等热法技术成为主流淡化技术。反渗透膜是反渗透技术的核心,其中芳香聚酰胺复合膜相比其他反渗透膜具有更高的通量和脱盐率、更好的耐压性和酸碱耐受范围,在反渗透技术中应用最为广泛。但聚酰胺类复合膜因较高的能耗,较弱的耐污性和较差的耐氯性,限制了其在海水淡化技术领域的发展,也成为研究人员关注的热点和和亟待解决的问题。随着新型功能性聚合物以及无机纳米材料的引入,反渗透复合膜的潜力被不断挖掘,研究人员进行了大量新型反渗透膜的制备研究,当前存在的问题有望得到解决。本文将分别针对聚酰胺反渗透膜的缺陷,结合反渗透技术和复合反渗透膜的研究现状,讨论新型反渗透膜的改进策略,并对其发展进行展望。     

新技术 新产品

用于脱盐和水处理的高亲水性纳滤膜的制备高水通量和低操作压力的钠滤膜可应用于废水处理过程。目前,超滤已广泛应用于饮水行业和废水处理去除杀菌剂,砷,染料等污染物。最近还有关于钠滤膜应用于食品和生物制品加工方面的报道。介面聚合(IP)是制备复合的纳滤膜的技术之一;这样制备的膜有高的水渗透通量和脱盐率。IP技术制备的膜具有的优点是,它可以形成极薄的,厚度小于0.1μm的阻挡层,使膜具有高选择性和渗透性;还可使阻挡层的选择渗透性性能优化、独立于它的支撑层。极薄的共聚复合膜可以通过在聚哌嗪酰胺骨架上加入羧基进行改性。在本项…     

反渗透处理尾矿废水脱盐率的影响因素研究

针对高含盐量、高硬度的尾矿废水,采用锰砂过滤、在线絮凝过滤、活性炭过滤和投加针对性的阻垢剂作预处理,主体工艺采用反渗透技术对其进行处理.考察了反渗透膜进水流量、膜通量、水温、水质、操作压力和回收率对膜脱盐率的影响.试验结果表明,在进水水质、水温、膜通量、操作压力和回收率一定的条件下,反渗透膜进水流量与脱盐率成正比.     

反渗透膜的制备与性能优化

在介绍反渗透膜材料的发展史的基础上,首先介绍了反渗透膜制备单体多元胺、多元酰氯的发展状况。其次介绍了反渗透膜性能优化的几种方法包括界面添加反应剂、提升支撑层厚度,优化孔型结构、表面改性、溶液表面涂敷和化学表面接枝法。通过上述方法与界面聚合相结合可改善膜的性能,提高反渗透膜水通量、脱盐率以及抗氯性、抗污染性能。最后介绍了纳米材料在反渗透膜中的应用及其发展现状。     

反渗透膜的制备与性能优化

在介绍反渗透膜材料的发展史的基础上,首先介绍了反渗透膜制备单体多元胺、多元酰氯的发展状况。其次介绍了反渗透膜性能优化的几种方法包括界面添加反应剂、提升支撑层厚度,优化孔型结构、表面改性、溶液表面涂敷和化学表面接枝法。通过上述方法与界面聚合相结合可改善膜的性能,提高反渗透膜水通量、脱盐率以及抗氯性、抗污染性能。最后介绍了纳米材料在反渗透膜中的应用及其发展现状。     

超低压反渗透复合膜研制

研究了以聚砜作为支撑层,间苯二胺和均苯三甲酰氯为主要聚合单体,并使用多种添加剂,经界面聚合制备超低压反渗透复合膜,探讨了超低压反渗透复合膜制备的成膜规律和主要影响因素：底膜支撑层、水相、有机相、添加剂的种类,聚合时间和热处理温度等。试验结果表明,在适当的试验条件下制备的超低压反渗透复合膜,具有优良的分离性能。在1.0MPa测试压力,4L/min流速下,对温度25℃、浓度1500mg/L的氯化钠溶液,脱盐率可以达到99.2%,水通量达到50L/m2.h。