整体非对称性PVDF中空纤维膜在真空膜蒸馏中的应用

采用乙醇与次氯酸钠溶液去除商品化聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜中的亲水性物质,从而恢复PVDF膜材料本征的疏水性,并将疏水膜应用于真空膜蒸馏(VMD)脱盐试验中。在进料温度为70℃,进料流量为120L/h,真空度为-90kPa的操作条件下考察了次氯酸钠溶液浓度,pH值,温度对PVDF中空纤维膜在真空膜蒸馏海水淡化中的处理效果。结果表明:次氯酸钠浓度为8000mg/L,pH为11,温度为45℃时,处理效果最优,并将最优条件下处理所得中空纤维膜应用在真空膜蒸馏稳定性实验中,在200h的运行过程中,通量稳定在5~6kg/m2·h,同时脱盐率可稳定在99.9%。     

聚偏氟乙烯膜的改性及应用

运用溶胶-凝胶法在标准聚偏氟乙烯(PVDF)膜上构筑了(二氧化钛)TiO_2膜,然后在硬脂酸-丙酮溶液中浸泡改性,结果制得的膜呈现良好的疏水性能,最后通过一系列实验确定了改性的最优方案。同时把改性后的膜运用到膜蒸馏装置中运行,得到了膜装置运行的最优条件为:料液(NaCl溶液)浓度为15g/L,料液温度为50℃、流量为5L/h。在此条件下进行膜蒸馏的脱盐实验,结果脱盐率达到90%以上。     

PVDF/PDA共混膜的制备及其性能研究

采用多巴胺自聚合原理生成聚多巴胺,通过聚多巴胺对PVDF膜进行共混改性,制得聚偏氟乙烯/多巴胺(PVDF/PDA)共混膜.采用SEM、纯水和酵母悬浊液超滤杯恒压过滤测试以及抗污染能力测试等对共混膜的结构和性质进行考察,同时探讨了不同共混浓度及不同PDA添加量对膜抗污染能力的影响.PDA添加量为0.3%(质量分数)时,纯水通量从PVDF对照膜的56.19L/(m2·h)提高至69.63L/(m2·h).通过重复过滤实验考察共混膜的抗污染能力,结果表明,加入PDA后共混膜的抗污能力有很大提高,PVDF对照膜的一次和二次通量恢复率仅为68.5%和56.4%,而PDA改性后的共混膜通量恢复率均在90%以上.     

正交法研究PVDF-PVB共混超滤膜

通过干湿相转化法,制备聚偏氟乙烯(PVDF)/聚乙烯醉缩丁醛(PVB)共混平板超滤膜;并通过正交法,研究PVDF/PVB共混比及其在铸膜液中所占的质量分数以及大、小分子添加剂种类及其含量对膜性能的影响.结果表明,PVDF/PVB以8:2的共混比在铸膜液中占20%(质量分数,下同),5%的聚乙二醉-1500为大分子添加剂...     

GO/PVDF共混超滤膜的制备及其抗生物污染性能研究

将氧化石墨烯(GO)加入PVDF铸膜液中,通过浸没沉淀法制备不同GO含量的PVDF共混超滤膜,考察了GO掺杂对PVDF超滤膜亲水性和膜孔道结构的影响,并以铜绿假单胞菌进行共混膜的抑菌性能和抗生物污染性能测试.研究结果表明,共混GO可以降低PVDF膜的接触角,提高其亲水性,增大支撑层指状孔比例,提高纯水通量.当GO质量分数为0.5%时,PVDF膜接触角降低至64°,纯水通量提高64%.共混GO也大大提高了PVDF膜的抑菌性和抗生物污染性,在过滤铜绿假单胞菌溶液时,PVDF膜的不可逆阻力为5.4×10~(12) m~(-1),PVDF/0.5%GO共混膜的不可逆阻力为1.8×10~(12) m~(-1),减小了66.7%.     

PVDF/PAA-b-PMMA-b-PAA超滤膜的结构调控和性能评价

采用可逆加成-断裂链转移自由基聚合(RAFT)合成了以聚丙烯酸(PAA)为亲水链段和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为疏水链段的两亲性三嵌段共聚物PAA-b-PMMA-b-PAA(PAMA),通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)和核磁共振氢谱(~1HNMR)对聚合物进行了化学结构表征.然后以聚偏氟乙烯(PVDF)为成膜物质,PAMA为改性剂,利用非溶剂诱导相转化法制备了一系列PVDF/PAMA共混超滤膜.研究了PAMA含量对PVDF/PAMA膜的表面化学结构、微观形貌、亲水性、渗透性能以及抗污性能的影响.结果表明,当共混膜中PAMA含量增大时,PVDF/PAMA膜的表面孔密度、孔径和粗糙度均呈现不断增大的趋势.当共混膜中PAMA质量分数为18.2%时,纯水通量由未改性的PVDF膜的12.9 L/(m~2·h)增大至130.2 L/(m~2·h),BSA截留率为97.2%,通量恢复率高达97.5%.因此,PVDF/PAMA共混超滤膜的渗透性能和抗污性能有明显提高.     

4A沸石分子筛/PVDF/SMA-g-PEG共混膜的制备及性能研究

为了提高聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜的水通量、抗污染能力和使用寿命,对PVDF膜进行亲水化改性.将有机-无机材料共混杂化,选取4A沸石分子筛作为无机添加剂引入PVDF/SMA-g-PEG有机基体中,制备4A沸石分子筛/PVDF/SMA-g-PEG杂化膜.分别采用扫描电子显微镜和傅里叶红外光谱仪观察了膜样品的表面结构.测定膜样品孔隙率达76.31%,纯水通量为700.30L/(m~2·h),对牛血清蛋白的截留率为65.5%,污染后纯水通量恢复率为94.6%,膜样品在100s内接触角的变化率逐渐增大.膜的拉伸强度和断裂伸长率在4A分子筛质量分数为16%时,与PVDF膜相比分别增长了84.9%和213.6%.4A沸石分子筛质量分数为16%的4A分子筛/PVDF/SMA-g-PEG共混膜的亲水性、抗污染性和力学性能均高于PVDF膜,故其应用前景广阔.     

弱可见光催化活性La-TiO2-还原氧化石墨烯填充聚偏氟乙烯共混膜的构建

为提高聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜的通量及抗污染性能,首先利用吸附相反应技术耦合乙醇热处理制备La掺杂TiO₂-还原氧化石墨烯(La-TiO₂-RGO),再将其与PVDF共混制备La-TiO₂-RGO/PVDF抗污染超滤膜。结果表明,均匀分散于PVDF高分子中表面亲水的La-TiO₂-RGO增多,La-TiO₂-RGO/PVDF共混膜的水通量和抗污染性能也显著提升。当La-TiO₂-RGO/PVDF共混膜中出现团聚体,则会削弱其膜通量和抗污染性。在La-TiO₂-RGO填充量(与PVDF质量比)为2.0%时,La-TiO₂-RGO/PVDF共混膜具有最优纯水通量。La-TiO₂-RGO/PVDF共混膜最高纯水通量可达171.5 L·m?2·h?1,是PVDF膜的5倍以上,其通量衰减速率也明显低于PVDF膜。另外,由于La-TiO₂-RGO具有可见光催化活性,被污染后的La-TiO₂-RGO/PVDF共混膜经过光照处理后用水清洗,其膜通量恢复率较直接用水清洗后的通量恢复率大幅提高;热处理温度升高,La-TiO₂-RGO弱可见光活性增强,光照后La-TiO₂-RGO/PVDF共混膜通量恢复率变大。但过高热处理温度抑制了La-TiO₂-RGO中Ti3+形成,且削弱其光活性,La-TiO₂-RGO/PVDF共混膜通量恢复率反而下降;对于La-TiO₂-RGO填充量为2.0%的La-TiO₂-RGO/PVDF共混膜,被污染后分别采用直接水清洗、仅光照处理2 h、先光照处理2 h后水清洗的膜通量恢复率分别为79.28%、52.42%、90.01%。      

聚偏氟乙烯/聚二甲基硅氧烷复合纳米纤维膜的渗透汽化脱盐性能研究

以静电纺丝聚偏氟乙烯(PVDF)纳米纤维膜为多孔支撑层,在其上涂覆聚二甲基硅氧烷(PDMS)为致密分离层,制备了PVDF/PDMS复合纳米纤维膜,并对复合膜的渗透汽化脱盐性能进行了研究。在涂覆操作前,使用堵孔剂聚乙二醇处理PVDF纳米纤维膜,以降低涂覆过程的孔渗问题,有效提高了复合膜对盐离子的截留能力。通过扫描电子显微镜、热重分析仪和红外光谱仪等手段表征了复合膜的微观形貌、热稳定性和表面官能团形式。结果表明:聚乙二醇浓度为12%(wt,质量分数,下同)为最佳处理条件。操作温度为25℃时,渗透汽化脱盐通量可达6.46L/(m~2·h),NaCl截留率为98.8%;升温至75℃,通量可达19.3L/(m2·h),NaCl截留率为95.6%。     

用正交设计研究PVDF/PVC/PMMA共混中空纤维膜

制备了PVDF(聚偏氟乙烯)/PVC(聚氯乙烯)/PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)三元共混中空纤维膜,讨论了影响膜性能的主要因素.正交实验结果表明:在PVDF/PVC/PMMA体系中,聚合物总浓度是影响膜的水通量的主要因素;PVDF浓度对膜强度影响最大;PMMA对膜的亲水性有较大的贡献.得到优化的制膜条件为:铸膜液中PVDF∶PVC∶PMMA=7∶1.2∶1.8(质量比),聚合物溶质的总质量分数为17%;添加剂吐温-80的质量分数为6%.     

阳离子季铵型表面活性剂对PVDF/PHEMA共混微滤膜的成膜性能研究

采用凝胶相转化法,以聚偏二氟乙烯(PVDF)/聚甲基丙烯酸-2-羟基乙酯(PHE-MA)共混合金为膜材料,N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,阳离子季铵型表面活性剂(TM)为添加剂制备微滤膜.考察了添加剂浓度对铸膜液相容性、铸膜液黏度、铸膜液凝胶速度、膜结构和性能的影响.对PVDF/PHEMA/DMAc铸膜液体系中TM添加剂的作用规律进行了研究.实验发现:TM添加质量分数小于5.0%时,铸膜液中组分的相容性得到很大改善,制备出的微滤膜表面孔径均一、孔密度高.随着TM添加浓度的增大,铸膜液黏度先减小后增大,凝胶速度逐渐增大,膜的纯水通量先增大后减小,截留率则始终上升.     

表面喷涂壳聚糖溶液对聚偏氟乙烯多孔膜的结构和性能的影响

在聚偏氟乙烯(PVDF)溶液膜表面喷涂壳聚糖(CS)醋酸溶液,用浸没相转变法制备PVDF多孔膜,研究CS溶液对多孔膜的结构和性能的影响并探讨了成膜机理。结果表明,随着溶液膜表面CS溶液体积的增加PVDF膜的孔隙率提高,膜表面的亲水性大幅度提高,β晶含量降低而α晶的含量提高;喷涂CS溶液前PVDF膜的上表面结构致密,喷涂CS溶液后PVDF膜上表面呈现多孔结构,其断面结构均为指状大孔结构;喷涂CS溶液的体积为2 mL、4 mL和6 mL的PVDF膜,其水通量先增加后降低,分别为683.33 L/m²·h、1121.57 L/m²·h、1171.36 L/m²·h和1029.02 L/m²·h。用不同方法制备的PVDF膜,其结构和性能不同,因为膜上表面的成膜机理不同。     

磺化杂萘联苯聚醚酮膜的电渗析脱盐和浓缩

以磺化杂萘联苯聚芳醚酮离子交换膜为电渗析阳膜,考察初始溶液体积比、流速和操作电流等条件对低浓度溶液脱盐和高浓度溶液浓缩的影响.结果表明,浓淡室初始溶液体积比从1∶1增大到3∶1时,对于低浓度溶液的脱盐效果以及能耗无明显影响;而高浓度溶液浓缩实验中,浓淡室初始溶液体积比从1∶1调节为1∶3,最终浓缩率可以从94%提高到201%.流速从20 mL/min提高到60 mL/min,对低浓度溶液的脱盐过程造成不利影响,105 min时的脱盐率从76%降低到71%;而高浓度溶液的最终浓缩率却从191%增加到223%.随着操作电流的增加,低浓度溶液脱盐率增大、高浓度溶液浓缩效率提高,但会导致操作电压和能耗增大.     

PVDF/HCEC共混微孔膜研究

采用S/L相转化法制备了PVDF/HCEC共混微孔膜。讨论了共混比、固含量、添加剂对膜性能的影响。结果表明,固含量为15%,w(PVDF)∶w(HCEC)=8∶2的无水LiCl为成孔剂时共混膜在0.1MPa下的纯水通量为157.88L.m-2.h-1,对卵清蛋白的截留率为91.38%。对共混膜的化学稳定性和抗蛋白质污染性与纯PVDF膜进行了对比测试,共混膜的耐酸、耐氧化性较纯PVDF膜好,耐碱性能较差。     

导热增强型PVDF膜及其膜冷凝过程强化

为了增强PVDF膜的导热性能,将导热性能优异的短多壁碳纳米管(SMWCNTs)与PVDF共混制成疏水多孔膜.当SMWCNTs质量分数为0.2%时,PVDF膜的疏水性和机械性能都得到了明显提升,其导热性能从0.068 6 W/(m·K)提升到0.077 1 W/(m·K),在膜冷凝应用中的回收率和流量分别达到了17.39%和0.85 kg/(m~2·h),提高了膜冷凝过程的效率.     

醇胺改性氧化石墨烯/PVDF共混膜接触器脱硫性能的研究

通过醇胺改性氧化石墨烯(GO)和聚偏氟乙烯(PVDF)共混制备具有SO_2吸附功能的共混膜,用于膜接触器脱硫.考察了GO和乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、三乙醇胺(TEA)改性氧化石墨烯/PVDF共混膜的SO_2静态吸附性能,并将其用于膜接触器,以NaOH溶液为吸收液研究其脱硫性能,考察了吸附对SO_2在膜中的扩散传递的促进及其对脱硫性能的影响.结果表明,在共混醇胺改性后GO后,膜对SO_2的吸附性能明显提高,其中GO-DEA/PVDF膜表现出了最佳的SO_2吸附性能,平衡吸附量可达7.68mg/g.将GO-DEA/PVDF膜用于膜接触器脱硫时,其对SO_2的吸附作用明显,促进了气体的传质,使该膜显示出较高的脱硫效率以及较好的稳定性.在吸收液流速为30L/h时,GO-DEA/PVDF膜的脱硫率可达69%.     

PVC/ PVA共混膜的制备及性能研究

采用相转化法制备了聚氯乙烯/聚乙烯醇(PVC/PVA)共混膜,讨论了聚乙烯醇与聚氯乙烯的共混相容性,以及聚乙烯醇含量对共混膜透过性能、亲水性能及机械性能的影响.实验结果表明,聚氯乙烯/聚乙烯醇共混体系为部分相容体系;当铸膜液中聚合物质量分数为12%、聚合物中聚乙烯醇质量分数为10%时,共混膜亲水性较好,水通量可由160.3 L/(m~2·h)增大到298.5 L/(m~2·h),对牛血清蛋白的截留率为82.5%,同时膜的弹性和韧性明显增强;聚乙烯醇可以有效地改善聚氯乙烯超滤膜的亲水性和机械性能,是优良的聚氯乙烯膜共混改性材料.     

壳聚糖-淀粉-聚乙烯醇共混改善壳聚糖膜性能的研究

以溶液共混的方法,制备了壳聚糖-淀粉-聚乙烯醇共混膜,并对薄膜的抗拉强度、断裂伸长率和气体阻隔性进行了测试.实验表明:壳聚糖含量为40%(质量分数,后同),聚乙烯醇和淀粉质量比例2:1,甘油含量15%时,共混体系具有较好的相容性、较理想的机械性能和气体阻隔性,共混膜的抗拉强度和断裂伸长率分别达到62MPa和118%,透氧系数仅为12.1×10-15 cm3·cm/cm2·s·Pa.     

SiO_2-PWA/PVDF杂化阳离子交换膜的制备及性能研究

膜法钴电积工艺中使用的阳离子交换膜需要有很高的氯离子阻挡性能和耐酸、耐氧化性能,针对这一问题,采用共混热压法制备出了二氧化硅固定磷钨酸的聚偏氟乙烯(SiO2-PWA/PVDF)杂化阳离子交换膜.以电解时膜的氯离子泄漏率为评价指标,研究了膜的氯离子阻挡性能和耐酸、耐氧化性能,并使用SEM,FTIR对膜的微观形貌和功能基团进行表征.结果表明,在TEOS与PWA的摩尔比为5∶1,SiO2-PWA添加质量分数为20%,热压温度为180℃的条件下,制备出的杂化阳离子交换膜性能最佳,氯离子泄漏率为7.5%,耐酸、耐氧化性能相对较好,具有应用于膜法钴电积工艺的潜力.     

MWCNTs/Fe3O4/PVDF共混膜的制备及性能研究

采用浓硫酸(H_2SO_4)、浓硝酸(HNO_3)质量配合比为3∶1混酸改性、超声混融和化学水热法配置负载四氧化三铁(Fe_3O_4)的多壁碳纳米管(MWCNTs)(MWCNTs/Fe_3O_4),将酸化改性的MWCNTs/Fe_3O_4与聚偏氟乙烯(PVDF)、聚乙二醇(PEG)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)共混制膜,制得MWCNTs/Fe_3O_4/PVDF共混膜。通过对膜的膜表断面、接触角、纯水通量、孔隙率、平均孔径和有关物质的截留率进行测试。结果发现,MWCNTs/Fe_3O_4/PVDF共混膜的接触角为56.65°,纯水通量为152.866L·m~2/h,对腐殖酸(HA)、海藻酸钠(SA)、双酚A(BPA)、牛血清蛋白(BSA)的截留率分别为59.71%、71.16%、59.10%、76.00%,皆较纯PVDF膜有所提高,MWCNTs/Fe_3O_4的添加提高了PVDF膜的总体性能。