三醋酸纤维素正渗透膜制备过程中影响因素的研究

以三醋酸纤维素为膜材料,以1,4-二氧六环和丙酮为溶剂,乳酸为添加剂.采用相转化法制备三醋酸纤维素正渗透膜.研究了不同支撑材料以及膜制备过程中溶剂挥发时间和添加剂的含量对正渗透膜性能的影响.结果表明,在原料液为0.1 mol/L NaCl,汲取液为4 mol/L葡萄糖,原料液面向分离层,室温的测试条件下,采用180目(80 μm)的筛网为支撑体材料,挥发时间为180 s,乳酸含量为6.6%所制备的三醋酸纤维素正渗透膜的水通量为6～7 L/(m2·h),NaCl截留率在95%以上.     

醋酸纤维素纳米纤维的制备及应用进展

静电纺丝技术可制备聚合物纳米纤维。由于纳米纤维特有的表面效应、小尺寸效应及量子尺寸效应等特点,在各领域的应用受到广泛重视。醋酸纤维素作为一种重要的纤维素衍生物,在塑料、化纤工业中应用比较普遍,近年来采用静电纺丝技术制备醋酸纤维素纳米纤维的研究成果逐渐增多。笔者综述了采用静电纺丝方法制备醋酸纤维素纳米纤维的技术进展情况,以及醋酸纤维素纳米纤维的应用进展,同时对纤维素衍生物纳米纤维的制备方法与应用进行了展望,以期进一步扩大醋酸纤维素的应用领域。     

荷电正渗透膜的研究进展

正渗透是利用选择性半透膜两侧溶液的渗透压作为驱动力,使纯水透过膜。正渗透分离技术是一项能耗低、回收率高、环境友好的绿色能源技术,在废水处理、海水脱盐等方面具有很大的应用潜力。但是,膜分离过程中的浓差极化现象,限制了正渗透技术的商业化应用。荷电膜在分离过程中具有筛分和Donnan效应的双重作用,能有效提高膜的分离效率、水通量及耐污染能力。荷电膜的特殊分离机理使得其在正渗透技术中的应用具有极大的优势。主要介绍了现有文献报道的荷电正渗透膜的制备方法,并讨论了荷电膜的电荷性质及数量对正渗透过程的浓差极化、膜污染、水通量、亲水性、截留率及反向溶质扩散等因子的影响,为未来正渗透膜材料的研究和正渗透技术的广泛应用提供参考。     

填充型渗透蒸发膜的材料选择和制备

填充型渗透蒸发膜将填充剂的高吸附容量和膜过程的连续性的优势有效集成．以创造出适宜的膜结构形态并赋予膜以新颖和期望的理化特性，从而提高膜的渗透通量、选择性和力学强度等，因而在有机物脱水、水中有机物脱除和有机物-有机物分离等领域具有良好的应用前景。文中从膜的分类，膜材料的选择以及膜的制备方法三个方面对填充型渗透蒸发膜进行简要评述。     

MOFs有机-无机杂化膜的制备及应用研究进展

综述了基于金属有机骨架(MOFs)材料发展而来的有机-无机杂化膜的制备方法及其在气体分离、渗透汽化和纳滤等领域的应用.其中,气体分离主要介绍了杂化膜材料对H2、CO2和CH4等混合气体的分离性能;渗透汽化则基于溶剂脱水或者水相中有机物的去除等领域的应用而展开;纳滤主要介绍了杂化膜材料对小分子物质的分离性能.同时,还阐述了杂化膜材料在以上应用中所起的作用.最后总结了这种材料在研究过程中所面临的主要挑战,并对今后的发展做出了展望.     

纳米材料改进传统正渗透膜性能的研究进展

<正>渗透膜是正渗透技术的核心,改进正渗透膜材料性能是正渗透技术发展的必要环节。回顾了正渗透膜的研发历程,总结了传统正渗透膜在结构和性能上的局限性。整理、分析了添加纳米材料对醋酸纤维素正渗透膜、TFC正渗透膜(包括支撑层和分离层)结构和性能的改进效果,重点分析了纳米材料内部和外部"纳米通道"作用对正渗透膜渗透性能的影响,指出纳米材料微观尺寸、结构、取向性以及分散性是影响膜性能的重要因素。最后展望了纳米复合正渗透膜的研发前景和发展方向,为开发新品种正渗透膜提供了参考。     

壳聚糖-醋酸纤维素共混膜的制备及其渗透汽化性能

研究了壳聚糖（ＣＳ）与醋酸纤维素（ＣＡ）渗透汽化共混膜的制膜条件，测定了该膜对乙醇－水混合液的渗透汽化性能及平衡溶解吸附性能实验表明，壳聚糖－醋酸纤维素共混膜对乙醇质量分数为５０％～９５％的乙醇－水溶液具有良好的渗透汽化分离性能     

壳聚糖膜在渗透汽化中的研究进展

渗透汽化膜分离液体混合物不但能耗低,且具有明显的经济优势,因而被广泛应用于食品、医药、农业和化工等多个领域,但其分离性能、热稳定性、耐酸碱性和环保性等方面还有待提高.壳聚糖因具有强亲水性和易改性而使其分离性能优异,此外,壳聚糖稳定性好,来源广泛且具有生物可降解性,是一种极具发展潜力的渗透汽化膜材料.然而,由于单一的壳聚糖膜易吸水溶胀而分离选择性较差,限制了其在渗透汽化领域的应用.因此,对壳聚糖进行改性,使其具有良好的力学性能和选择性至关重要.常用的改性方法有交联、接枝、共混和复合等.交联可提高壳聚糖膜的力学性能,但是会消耗大量的亲水基团,并显著降低渗透通量;共混使壳聚糖膜具有更佳的渗透选择性和渗透通量,但更易吸水溶胀;复合膜中掺入少量的无机粒子可在提高材料分离性的基础上改善其力学性能和热性能,然而,复合膜受聚合物和无机离子之间的界面差异以及无机粒子团聚性影响较大.为了使壳聚糖膜具有更加优异的综合性能,研究者往往会同时采用多种改性方法.本文介绍了渗透汽化技术的研究背景和分离机理,分析了壳聚糖膜的成膜机理、制备和应用.重点从有机物/水和有机物/有机物两个方面综述了壳聚糖膜材料在渗透汽化分离中的研究进展,对其未来的发展趋势进行了展望,以期为快速制备稳定性高、分离性能优异的新型壳聚糖膜提供参考.     

有机溶剂分离膜技术研究进展

利用绿色节能的膜分离技术实现有机溶剂的分离、纯化以及回收具有重要的科学意义和研究价值.常用的有机溶剂分离膜技术主要包括渗透汽化技术、蒸汽渗透技术和有机溶剂纳滤、反渗透技术.以有机溶剂分离膜技术的最新研究进展为核心,综合评价了现有有机溶剂分离膜技术的优势以及目前存在的问题.介绍了目前常用分离膜技术纯化分离有机溶剂的基本思路和原理,详细列举了有机溶剂分离膜的膜材料、技术分类、制膜方法以及典型应用案例,为分离膜技术在有机溶剂分离纯化领域的应用提供指导与借鉴.     

壳聚糖—醋酸纤维互共混膜的制备及其渗透汽化性能

研究了壳聚糖（ＣＳ）与醋酸纤维素（ＣＡ）渗秀汽化共混膜的制膜条件，测定了该膜对乙醇－水混合液的渗透汽化性能及平衡溶解吸附性能、实验表明，壳聚糖－醋酸纤维素共混膜对乙醇质量分数为５０－９５％的乙醇－水溶液具有良好的渗透汽化分离性能。     

反渗透膜分离技术的创新性进展

水是地球上不可替代的宝贵的自然资源,是人类赖以生存和生产的不可缺少的基本物质.当前缺水已成为世界性问题,成为制约社会进步和经济发展的瓶颈,解决水资源的供需矛盾,对我国的可持续发展是非常迫切的和重要的.用海水淡化技术向大海要淡水,是自古以来人们所梦寐以求的,现在已变为现实,其中反渗透法海水淡化发展最为迅速,不仅技术上完全可行,而且在许多情况下是最经济的选择.简述了自上世纪50年代以来反渗透法海水淡化(SWRO)的提出和发展概况;重点介绍了反渗透不对称膜和复合膜的发展,特别是复合膜品种的不断增多与性能的不断改进和提高;中空纤维和卷式反渗透膜组器技术的创新,特别是卷式反渗透膜组器的设计和制备技术的改进及组器的性能提高和大型化;效率不断提高的高压泵和能量回收装置,特别是能量回收装置结构形式的不断改进和能量回收效率的不断提高;实用于不同要求的各种SWRO工艺,如二级海水淡化工艺、一级海水淡化工艺、高压一级海水淡化工艺、高效两段海水淡化工艺、SWRO与纳滤(NF)、与多级闪蒸(MSF)或多效(MED)集成的海水淡化工艺以及微滤(MF)或超滤(UF)作为预处理等,另外,简述了大型反渗透法海水淡化厂对环境的影响,如与能耗相关的CO2的排放、浓海水排海、占地、噪音和景观等;最后对反渗透技术的延伸进行了简介.     

反渗透复合膜技术进展和展望

简要介绍反渗透复合膜的发展现状和趋势.自1978年全芳香族聚酰胺复合膜的成功及其产业化,大大地促进了膜科技和海水淡化的发展,膜的品种不断增多,膜的性能不断提高,低压、超低压、极低压、高脱盐率、高通量、耐污染和抗氧化等一系列的各种复合膜相继进入市场.文章简述了膜材料的选择、传递机理(如:溶解扩散模型、优先吸附-毛细孔流动模型、氢键传递和水与离子通道等)、新的功能单体合成、支撑膜的改进、界面聚合的参数调控和后处理、有机-纳米无机粒子杂化、水通道和离子通道的建立和仿生等的研究进展和发展趋势.     

巯基接枝氧化石墨烯/聚酰胺复合膜制备及反渗透脱盐性能

反渗透膜技术作为脱盐的核心技术,在海水和苦咸水淡化、超纯水制备、污水回水等领域具有广泛应用前景,但其渗透性-选择性之间的 “trade-off” 效应仍是限制反渗透技术发展的一大挑战。本研究将表面功能化(接枝巯基官能团)的氧化石墨烯(GO)掺入间苯二胺水相溶液中,通过水相间苯二胺和有机相均苯三甲酰氯界面聚合的方法制备出巯基接枝氧化石墨烯(GO-SH)/聚酰胺(PA)反渗透复合膜。利用TEM、SEM、EDS、FTIR和NMR对接枝后粉体进行表征,利用2 g·L?1 NaCl水溶液测试膜的脱盐性能,优化了界面聚合水相pH和反应时间的设定。研究结果表明,GO-SH能够更均匀地分散在PA中,优化后的pH为11,反应时间为4 min,当改性后粉体含量为0.09wt%时,复合膜水通量可达48 L·m?2·h?1,脱盐率达到99.6%,相较于本实验接枝前纳米材料复合的PA膜分别提高了30% 和2.54%。表面功能化的GO有效地解决了无机纳米粒子和有机聚合物的相容性,提高膜脱盐性能,有望进一步降低反渗透项目的运行成本。      

Energy efficiency of RO and FO–RO system for high-salinity seawater treatment

Forward osmosis (FO) has been proposed as an alternative method for seawater desalination, wherein reverse osmosis (RO) membrane technology is used for regeneration of the draw solution. Previous studies have indicated that a standalone RO unit is more energy efficient than an FO–RO system, and as such it was recommended that an FO–RO system is best employed only for the desalination of high-salinity seawaters. This study examined FO–RO applicability in more detail by examining the impact of seawater salinity, impact of an energy recovery device (ERD), and the effect of membrane fouling. For comparison purposes, the performance of the FO process was improved to minimize the impact of concentration polarization and optimize the concentration of draw solution. Model calculations revealed that FO–RO is more energy efficient than RO when no ERD was employed. However, results showed that there was no significant difference in the power consumption between the FO–RO system and the RO unit at high seawater salinities particularly when a high-efficiency ERD was installed. Moreover, the FO–RO system required more membrane area than a conventional RO unit which may further compromise the FO–RO desalination cost.     

纳滤膜脱盐及其在海水软化中的应用

采用卷式纳滤膜进行了MgSO4、K2SO4、MgCl2等5种物质的脱盐性能研究,考察了进料操作压力和浓度对表现截留率和膜通量的影响,在此基础上研究了操作压力对海水脱盐性能的影响.实验表明,纳滤膜性能稳定,能除去海水中90％以上的SO42-以及50％以上的Mg2+和Ca2+,大幅度降低了海水的硬度,可解决传统上海水淡化过程中易结垢离子对膜的污染问题;纳滤膜软化海水可以降低海水淡化后期处理的成本和能耗;采用纳滤膜软化海水在技术上是可行的.     

反渗透工程的应用及发展趋势

综合叙述了反渗透技术在海水、苦咸水淡化，纯水、超纯水制备，分离、浓缩、提纯和废水资源化及中水回用中的应用情况及其发展趋势．     

均质纤维素膜的制备及其正渗透性能研究

以纤维素(cellulose)为膜材料,离子液体1-乙基-3甲基咪唑醋酸盐(EMIMAc)为溶剂,水为非溶剂,无纺布作为支撑层,通过相转化法制备了纤维素均质膜。采用红外、X-射线衍射和扫描电子显微镜表征了膜的结构及形貌,考察了该膜的正渗透性能。结果表明:纤维素溶解再生过程中没有发生化学变化,但晶型发生了转变;当原料液为0.6 mol/L的氯化钠水溶液,汲取液为特制的营养液时,所制备的正渗透膜的水通量为3.534 L/(m2·h),截盐率达到99%以上。     

MSF/RO/ED海水淡化技术研究

综述了世界水资源形势以及海水淡化技术的发展现状,概括了海水淡化技术的主要方法,着重介绍了多级闪蒸海水淡化法(MSF)、反渗透法(RO)和电渗析法(ED),从各种装置的组件、能耗以及淡化过程等入手,总结3种方法的优势与不足,针对性提出了解决问题的方法以及发展方向,以降低使用成本,并探讨和展望了今后的海水淡化技术。     

新型界面聚合法制备高性能聚酰胺反渗透膜

目的 为减缓界面聚合反应速率,使聚合过程可控,以制备结构和性能稳定的反渗透膜.方法 提出一种新的含缓冲层的自由界面聚合工艺(Buffer Layer Free Interfacial Polymerization,BLIP)来实现聚合速率的控制,研究单体浓度和反应时间对BLIP膜结构和性能的影响,选用硫酸钠(Na2SO4)和氯化钠(NaCl)测试BLIP膜的脱盐性和耐氯性.结果 当间苯二甲胺(m-xylylenediamine,m-XDA)与均苯三甲酰氯(trimesoyl chloride,TMC)质量分数分别为0.6％,0.3％时,BLIP膜对硫酸钠(Na2SO4)和氯化钠(NaCl)的脱盐率最佳,分别为92.55％,83.99％,水通量分别为8.30,9.15 L/(m2·h).当膜在活性氯浓度为l g/L的NaClO溶液中浸泡12h后,Na2SO4和NaCl的脱盐率均保持在72％以上.结论 添加缓冲层提高了TMC在油相的分散均匀性,减缓了界面聚合速率,显著提高了BLIP膜的性能.文中提出了一种新颖、节能、简单的反渗透膜制备工艺,为促进界面聚合工艺的发展提供了新的思路.     

功能无机材料在海水淡化技术中的应用与开发

由于水资源紧缺问题日益突出，海水淡化技术的研究与开发将越来越显得紧迫。海水淡化研究的根本是如何降低成本，而其中关键问题是材料的选择。本文旨在对功能无机材料应用于海水淡化技术这一新的研究方向作一详细的分析与展望。其中着重分析无机分离膜在反渗透海水淡化技术中的应用，包括无机分离膜的特点和制备方法，无机反渗透膜替代有机反渗透膜和无机超滤膜应用于海水预处理等；并讨论了无机材料中硅酸盐矿物（粘土和沸石矿物等