大黄素等天然药物的纳滤行为

以NF270纳滤复合膜对几种不同分子量的天然药物(如大黄素、咖啡因)进行了纳滤行为研究,并考察了操作压力、浓度、pH、离子浓度等因素对纳滤膜截留行为的影响.结果表明,NF270纳滤复合膜截留分子量在300左右(例如对相对分子质量为270.23的大黄素几乎100%截留,对相对分子质量较小的咖啡因截留率小于60%);随着pH的增大,纳滤膜对大黄素的截留率稍有下降,对其他三种药物的截留率略有升高;改变溶液的离子浓度,纳滤膜的截留率和通量均下降.选择适宜的操作条件可以实现天然药物的提取、分离和浓缩.     

膜法染料废水处理工艺研究

用乙酸纤维素纳滤膜 ,对染料厂的高盐度、高色度、高CODCr染料废水的处理操作条件 (进料量、压力 )、浓缩过程 (染料含量、浓缩倍率 )、膜的污染和清洗等方面进行了详细研究 .结果表明 ,用纳滤膜技术处理染料废水时 ,过程的通量随着进料流量和操作压力的升高而增大 ,并随着浓缩过程的进行即染料含量和浓缩倍率的增加而下降 ,但仍对染料保持很高的截留率 ,且在高染料浓度 (高浓缩倍率 )下 ,压力对通量影响下降 :在过程回收率达到 80 %(浓缩 5倍 )的情况下 ,膜对废水中色度和CODCr的去除率仍相当高 ;有效的膜清洗则可提高纳滤膜处理染料废水过程的效率 ,延长膜使用寿命 ,从而使纳滤膜法染料废水处理工艺技术更具实用价值 .     

纳滤膜材质对高含盐体系中有机物截留性能的影响研究

为获得纳滤膜材质对高含盐体系中有机物截留性能的影响规律,采用截留分子量相近的有机纳滤膜和陶瓷纳滤膜对模拟高含盐体系中有机物的截留性能进行研究比较,考察运行时间、盐浓度、跨膜压差、有机物浓度等因素对截留效果的影响.结果表明,两种纳滤膜运行30 min后截留性能即可稳定;随着盐浓度的增加,膜的渗透通量和膜对有机物的截留率都下降,其中陶瓷纳滤膜对有机物的截留效果优于有机纳滤膜;有机物浓度和跨膜压差对两种膜的截留性能影响较小.因此,在高含盐体系中,截留分子量相近的陶瓷纳滤膜相比于有机纳滤膜,前者具有更大的通量和更高的有机物截留率.     

可应用于重金属废水处理的纳滤技术

纳滤膜对单价和多价离子具有选择分离性能。实验研究了纳滤膜的截留性能随测试溶液的浓度、温度、pH值和操作压力等纳滤操作条件的变化规律。考察了纳滤膜对重金属离子的截留情况，实验表明纳滤膜能够截留大部分重金属离子。     

聚甲基丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯/聚砜中空纤维纳滤复合膜的研究

以聚甲基丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯(PDMAEMA)为表层材料,以对二氯苄为交联剂,聚砜(PSF)中空纤维超滤膜为基膜,通过界面聚合反应(季铵化反应)制备了荷正电中空纤维复合纳滤膜.研究了基膜、PDMAEMA、交联剂、溶剂、催化剂等和制膜工艺对复合纳滤膜截留性能的影响,从中总结出以聚电解质为交联预聚体制备复合纳滤膜的基本规律.首先用本体聚合的方法制备了PDMAEMA,采用中空纤维超滤技术精制PDMAEMA水溶液.PDMAEMA水溶液具有浓度、外加盐和pH的响应性.其凝胶层也表现出相同的特点.研究了以聚砜(PSF)平板膜为基膜时,PDMAEMA复合纳滤膜的制备条件.研究结果如下:此界面聚合反应在有机相中进行;较优的制备条件为:PDMAEMA浓度为2wt%,对二氯苄浓度为1%～1.5%(wt),应加入少量的NaHCO3来维持溶液的微碱性,室温下反应即可进行,反应时间为5h.另外,用辐照交联的方法制备了PDMAEMA平板型复合纳滤膜,所制备的纳滤膜对2g/LMgSO4的截留率为50%左右.中空纤维外压复合纳滤膜的制备实验包括以下内容:进行了中空纤维外压纳滤膜的基膜选择,研究了基膜对聚合物溶液的吸附行为;确定PDMAEMA涂层液的最佳浓度为0.75wt%;在PDMAEMA水溶液中加入0.148mol/L NaHCO3能提高纳滤膜对二价盐的截留率,但对通量的提高不大;往PDMAEMA水溶液中加入5%(v/v)乙醇能得到高通量、高脱盐率的中空纤维纳滤膜,对MgSO4的截留率≥98%,水通量可达19.5L/(m2·h)(内压膜),水通量≥20L/(m2·h)(外压膜);加入催化剂碘化钾(KI)使反应时间缩短为3.5h.荷正电的PDMAEMA中空纤维纳滤膜对无机盐的截留率顺序为:MgSO4＞MgCl2＞NaCl＞KCl＞KI,对阳离子的截留顺序为:Mg2 ＞Na ＞K ,对阴离子的截留顺序为:Cl-＞Br-＞I-.对蔗糖的截留率＞60%,对D-甘露糖的截留率为37.4%(外压膜)和32.2%(内压膜),并能有效软化自来水.对分子量大于300的小分子荷正电染料的截留率＞50%.纳滤操作条件影响纳滤膜对无机盐的截留性能.无机盐的浓度上升,纳滤膜的截留率和通量都略有下降;纳滤膜对无机盐的截留率和水通量随着操作压力的增大而增加.PDMAEMA复合纳滤膜表现出温度敏感性和pH敏感性.制备了PDMAEMA中空纤维内压纳滤膜,确定PDMAEMA溶液的浓度为0.75wt%,内压纳滤膜对无机盐的截留率和通量的变化与压力的关系符合高斯曲线.实验测试了PDMAEMA复合纳滤膜的耐溶剂性,所用溶剂为纯水,0.5mol/L HCl,0.5mol/L NaOH和30%H2O2(wt%).实验表明:PDMAEMA复合纳滤膜的杀菌性、耐碱性和耐氧化性较好,但不适于在酸性介质中保存和使用.     

纤维素/壳聚糖共混纳滤膜的制备及其染料脱盐性能研究

纤维素因其优良的机械性能、亲水性和成膜性而成功地应用于纳滤膜制备.但纯纤维素纳滤膜表面呈负电性,对低分子量水溶性染料和Na_2SO_4均具有高的截留率,不利于染料中Na_2SO_4的脱除.将荷正电的壳聚糖和纤维素共混,以离子液体1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐(EMIMAc)和二甲基亚砜DMSO为溶剂,水为凝固浴,无纺布为支撑层,采用相转化法,成功制备了纤维素/壳聚糖共混弱正电纳滤膜.结果表明,当纤维素和壳聚糖质量比为1∶1时,制备的共混纳滤膜分离性能最优.该膜在0.5MPa的错流条件下,对直接染料的截留率较高,如刚果红的截留率为99.99%;对活性染料(活性黑5、活性蓝19)的截留率也可达到80%~90%;而膜对无机盐截留率均较低,NaCl和Na_2SO_4的截留率分别在10%和1%以下.上述研究结果表明,该膜可实现染料和盐的高效分离.     

硝酸铵-微量硝酸钙体系的纳滤过程研究

采用DL和DK两种型号聚酰胺复合纳滤膜处理含微量钙离子的硝酸铵水溶液,考察了跨膜压差、膜面流速、料液温度等条件对硝酸铵的透过率、钙离子的截留率以及透过液通量的影响.结果表明,纳滤膜可以在保持对硝酸铵透过率不低于90%的同时,对钙离子有最高80%的截留率;提高跨膜压差会首先提高截留率,再降低截留率;提高膜面流速会提高截留率;透过液通量主要受跨膜压差和温度的影响,均为正相关;实验结果还表明,常量硝酸铵的存在降低了纳滤膜对微量钙离子的截留率.     

非对称聚丙烯腈纳滤膜的制备及性能研究

聚丙烯腈(PAN)是一种价格低廉、耐候性强、化学稳定性优异的大宗合成高分子材料,已被成功应用于制备超滤和微滤膜,但在制备纳滤膜方面却面临着挑战.以国产PAN为原料,采用N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂、四氢呋喃(THF)为共溶剂,经一步非溶剂诱导相转化过程(NIPS)制备非对称纳滤膜.通过调节液膜层相转化前的热处理温度,调控膜表面THF的挥发速率,进而控制所得PAN膜的皮层致密性,得到了纳滤膜.系统表征了所得膜的形貌、亲水性、表面流动电位等性质,测试了所得膜的水通量、对盐离子和小分子染料的截留性能.结果表明,随着对液膜层的热处理温度升高,所得膜对盐水溶液的渗透通量逐渐降低,对相应盐离子的截留率则逐渐升高,对Na_2SO_4的最高截留率可达85.6%.优化的膜对6种研究的染料水溶液过滤的产水通量处于2.14～111.5 L/(m~2·h),对较高相对分子质量的染料的截留率可达99.8%以上.所得膜可满足对染料水溶液的脱色应用要求.PAN有望成为一种低成本的染料废水处理纳滤膜材料.     

耐高温聚酰胺复合纳滤膜的染料脱盐性能研究

利用耐高温聚酰胺复合纳滤膜对偶氮染料酸性铬蓝K(ACBK)的含盐水溶液进行脱盐实验.研究了操作压力、盐水温度等对膜脱盐性能的影响,考察了复合膜在高温染料脱盐过程中的分离性能及热稳定性.结果表明,随着操作压力和温度上升,膜的通量都明显提高,对ACBK和NaCl的截留率则分别保持在100%和12%左右.在1.0MPa,80℃下复合膜可以高效地完成染料ACBK的脱盐净化.经过10d的高温染料脱盐实验,膜对染料的截留率基本不变,通量从260L/(m2·h)降低到约240L/(m2·h),经水冲洗后通量恢复到253L/(m2·h)左右.     

纳滤膜对水中酚类物质的截留率及其定量结构关系的研究

分别选用NF90,NF270和NF-纳滤膜测定了21种酚类物质的截留率,研究了纳滤膜对酚类物质的截留机理.试验结果表明,酚类物质的截留率受到酚类取代基位置和膜特性的影响:截留率从大到小的次序为邻位取代>间位取代>对位取代;孔径越小、荷电量越大的纳滤膜截留率越大.此外,在MATLAB6.5环境下,利用遗传算法(GA)结合偏最小二乘回归(PLS)和人工神经网络(ANN)建立了酚类化合物的截留率与其定量结构关系的模型,两种方法建立的模型的相关系数可分别达到0.886 9和0.993 7.进而结合定量构效关系模型,从有机物分子结构参数的角度分析了影响酚类物质截留率的因素,并对几种物质的截留率进行了有效的预测.从预测结果来看,GA-ANN模型的预测精度要好于GA-PLS模型.     

TiO2共混丝朊接枝聚丙烯腈过滤膜制备及性能研究

针对传统高分子过滤膜使用有机溶剂易造成环境污染的问题,以氯化锌水溶液为溶剂,丝朊均相接枝聚丙烯腈,加入纳米TiO2得到铸模液,以水为凝固浴,制备TiO2共混的丝朊接枝聚丙烯腈(SF-g-PAN/TiO2)过滤膜。通过扫描电子显微镜,红外光谱等方法对膜进行表征,研究不同TiO2含量的SF-g-PAN过滤膜的亲水性、抗污染性能、力学性能以及SF-g-PAN/TiO2膜对不同分子量染料的截留。结果表明:随着TiO2含量的增加,膜的力学强度先增大后减小。TiO2含量为1%(质量分数)时,膜的力学和抗污染性能最好;在0.10 MPa下,SF-g-PAN/TiO2膜对于分子量大于660的染料截留率为96%以上,通量达到80 L/(m^2·h)。     

海藻酸钙/聚丙烯无纺布复合过滤膜的制备及性能

以聚丙烯（PP）无纺布为载体,不添加致孔剂制备了海藻酸钙/PP无纺布（CaAlg/PP）水凝胶复合过滤膜。通过SEM、TG对CaAlg/PP复合膜的表面形貌、热稳定性能进行表征。研究了CaAlg/PP复合膜的抗溶胀性能及其对染料吸附和染料截留的性能。结果表明,CaAlg/PP复合膜的抗溶胀性能比CaAlg水凝胶膜有很大提高。在0.1 MPa压力下,NaCl浓度为1 g·L-1时,料液通量为9.5 L（m2·h）-1,对亮蓝的截留率达到98.3%。CaAlg/PP复合膜的耐压性能远优于CaAlg膜,经过Ca2+交联后可以多次重复使用。CaAlg/PP复合膜对阴离子染料的吸附量很小,避免了染料的吸附污染。CaAlg/PP复合膜可应用于染料中低浓度盐的脱除。      

原位生长制备ZIF-8/聚酰胺双层复合纳滤膜及其染料分离性能

以2,6-二氨基吡啶、均苯三甲酰氯为水相和油相单体,通过界面聚合法制备吡啶功能化聚酰胺(PA-PY)膜,随后利用酰氯水解羧基和吡啶氮原子与锌离子的配位作用,在膜表面原位生长ZIF-8(类沸石咪唑酯骨架材料-8),制备了ZIF-8/聚酰胺(ZIF-8/PA-PY)双层复合纳滤膜。扫描电镜分析结果表明:原位生长法可在PA-PY分离层生成晶型结构完整、致密的ZIF-8层,且随着原位生长时间的增加,ZIF-8层逐渐增厚。ZIF-8/PA-PY双层复合纳滤膜对负电性染料的截留率较高,原位生长时间为12h时,双层复合纳滤膜对甲基蓝截留率为97.9%,刚果红为99.6%。     

Weak-reduction graphene oxide membrane for improving water purification performance

Two-dimensional(2 D) materials are promising candidates for advanced water purification membranes.In this work, UV reduced GO(Ur GO) membranes on the support of polyvinylidene fluoride(PVDF) had been fabricated for wastewater treatment. The reduction degree of GO membrane on the effect of water purification performance was investigated, and it was found that the weak-reduction GO membrane exhibited the optimal performance of removing pollutant from wastewater than GO membrane. Besides,scanning electron microscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, Raman spectra and contact angle tests were used to characterize the physical and chemical properties of the Ur GO membranes, and the permeance and rejection ability of the as-prepared filtration membranes were determined. Due to the weak-reduction of GO, pristine graphitic sp2 domains increased with slightly decreasing D-spacing. Thus,the Ur GO membrane showed a higher water flux of 38.27 L m~(-2)h~(-1) bar~(-1), which was improved more than 270% compared to GO membrane, and dyes rejection increased. Those outstanding performances indicated that the Ur GO membrane could effectively regulate the contradiction of the trade-off balance between flux and rejection, and hold great potential in real-world waste-water purification.     

Lonophore-based lithium ion film optode realizing multiple color variations utilizing digital color analysis

Digital color analysis (DCA), utilizing colors themselves or digital information of colors, can not only be applied to various quantitative analysis using chromaticity coordinates but can also be used to develop suitable sensors for visual colorimetry based on the characteristics of human visual perception by virtual simulations based on digital color information. To achieve a clear visual color variation for lithium ion determination, we designed and prepared a color-changeable film sensor (film optode) by the use of two kinds of lipophilic dyes, KD-C4 and KD-M11, whose colors and pKa values are different. This film sensor is a plasticized PVC membrane containing the mixture of two kinds of dyes with the lithium ionophore TTD14C4 and the lipophilic anionic additive tetrakis-[3,5-bis(trisfluoromethyl)phenyl]borate sodium salt dihydrate. The simulation of the color variation using the mixed dyes was evaluated by plotting the values on a uniform chromaticity scale diagram in a*b* coordinates, after converting the tristimulus values of each dye into its L*a*b* values. When the lithium ion concentration was actually determined by the PVC film optode containing the mixed dyes whose molecular ratio of KD-C4/KD-Ml 1 was 3:1, the hues of red --> orange --> yellow --> green --> blue could be realized in the range of 10(-6)-1 M. This observed color variation was similar to the result of the virtual simulation based on DCA.     

Charged Layered Boron Nitride‐Nanoflake Membranes for Efficient Ion Separation and Water Purification

2D layered nanomaterials have attracted considerable attention for their potential for highly efficient separations, among other applications. Here, a 2D lamellar membrane synthesized using hexagonal boron nitride nanoflakes (h‐BNF) for highly efficient ion separation is reported. The ion‐rejection performance and the water permeance of the membrane as a function of the ionic radius, ion valance, and solution pH are investigated. The nonfunctionalized h‐BNF membranes show excellent ion rejection for small sized salt ions as well as for anionic dyes (>97%) while maintaining a high water permeability, ≈1.0 × 10^?3 L m m^?2 h^?1 bar^?1). Experiments show that the ion‐rejection performance of the membrane can be tuned by changing the solution pH. The results also suggest that the rejection is influenced by the ionic size and the electrostatic repulsion between fixed negative charges on the BN surface and the mobile ions, and is consistent with the Donnan equilibrium model. These simple‐to‐fabricate h‐BNF membranes show a unique combination of excellent ion selectivity and high permeability compared to other 2D membranes.     

纳滤膜对邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯截留行为的研究

采用聚酰胺复合纳滤膜(BDXN-90)处理地表水中微量邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP),研究了有机物、离子强度等因素对其截留行为的影响;探讨了在有机物共存的条件下,纳滤膜截留DEHP的机理.结果表明:BDXN-90纳滤膜能有效截留地表水中微量邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯,其截留率在98%以上,并且长时间运行稳定;膜过滤过程中,刚开始由于DEHP与膜表面之间的吸附截留率较高,当吸附趋于饱和截留率下降,最后随着膜污染的逐渐形成导致膜通量下降和截留率上升;影响截留行为的主要因素是离子强度和有机物:离子强度中和膜表面静电将膜基质压实,有机物与膜表面产生吸附导致膜污染.     

聚羟基丁酸酯纳米纤维支撑海藻酸钙纳滤膜制备及抗污染性能

以聚羟基丁酸酯(PHB)纳米纤维膜为载体,不添加致孔剂,制备了PHB纳米纤维支撑的海藻酸钙(CaAlg)水凝胶纳滤膜(CaAlg-PHB复合膜)。通过扫描电子显微镜观察膜的形貌,研究膜的溶胀性能、拉伸力学性能、亲水性和对乳化油、牛血清蛋白(BSA)溶液的抗污染性能以及对染料的截留性能。结果表明,CaAlg-PHB复合膜的断裂强度与CaAlg自支撑膜相比得到较大提高。乳化油悬浊液和BSA溶液的稳定通量分别为纯水通量的83.82%和86.70%,表明CaAlgPHB复合膜具有良好的抗污染性能。3D超景深显微镜观测显示乳化油在膜表面不粘附,水下二氯甲烷在膜表面的接触角达到148.3°,表明该复合膜在水下超疏油。在0.1 MPa压力下,CaAlg-PHB复合膜对染料刚果红的稳定通量和截留率分别为30.57 L/(m~2·h)和96.95%。     

有机相纳滤分离过程中浓度、电荷、溶剂对溶质截留行为的影响

研究了浓度、电荷和溶剂对膜通量和溶质截留率的影响．结果表明,在有机相中,溶质的截留率随浓度的增加而增加,该结果与水相纳滤的规律相反,通量衰减系数的分析结果发现,浓差极化是导致该结果的原因之一．溶质所带电荷对水相中的溶质截留率影响显著,但对有机相中的截留率影响很小,有机相中纳滤膜分离的主要机理为筛分效应。溶剂的粘度和极性是影响膜通量的主要因素,对于疏水性纳滤膜MPF-50,通量随黏度的增加而降低,溶剂极性与通量关系不明显;对于亲水性纳滤膜MPF-44,通量随极性的降低而降低,而与黏度关系不明显．在纯有机溶剂中,大豆异黄酮D的截留率随溶剂极性的增加而升高．但在甲醇-水的混合溶液中,大豆异黄酮D的截留随溶剂极性的增加而降低．目前普遍认为对于同种纳滤膜,相同有机分子在有机相中的截留率低于水中的截留率,但本文的研究发现,对MPF-50膜,大豆异黄酮D在甲醇和丙酮中的截留率反而显著高于水中的截留率,对该现象的解释有待进一步研究．     

润滑油酮苯脱蜡溶剂回收用聚酰亚胺纳滤膜分离性能的研究

主要研究了聚酰亚胺纳滤膜分离酮苯一润滑油的性能．考察了操作压力、温度、料液流量、料液中润滑油浓度及酮苯比等因素对膜通量和截留率的影响,并考察了长期运行情况下膜的分离性能．结果表明,随压力增大、温度升高和料液流量增大,膜通量也随之增大;料液中润滑油浓度的增加使膜通量减小,料液中酮苯比的增加可增大膜的通量;以上各种情况对膜的截留率影响不大,截留率稳定在95％以上;在40天的运行期内膜的分离性能变化不大,说明此聚酰亚胺膜具有较强的抗污染能力．