电场强化陶瓷膜超滤牛血清蛋白

以相对分子质量67 000的牛血清蛋白(BSA)为分离对象,通过膜通量、截留率、膜通量衰减程度和恢复率等膜参数的测定,考察了外加直流电场作用陶瓷膜(γ-Al2O3)的分离性能。结果表明,外加正电场陶瓷膜的膜通量和截留率都有所提高,20 V/cm时,分别提高了67%和46.8%,而膜通量衰减程度由84.64%降低到60.87%,经过"电场自净"的陶瓷膜,其膜通量的恢复率可达95%以上,能较大改善膜的抗污染性能。     

界面聚合制备复合荷电镶嵌膜

以聚醚砜中空纤维膜为支撑膜,通过界面聚合方法制备了能有效传递电解质而截留低分子量有机物的复合荷电镶嵌膜。水相单体溶液含有2,5-二胺基苯磺酸、聚乙烯亚胺;有机相单体溶液含有均苯三甲酰氯和4-氯甲基苯酰氯;通过三甲胺溶液化学修饰将界面聚合复合层中的氯甲基基团转换为阳离子季胺盐基团。讨论了界面聚合条件和操作条件对荷电镶嵌膜分离性能的影响,分别采用原子力显微镜(AFM)、扫描电镜(SEM)及压汞仪等现代分析手段,对荷电镶嵌膜断面结构、表面形貌及孔径尺寸进行了系列表征。研究结果表明：界面聚合时间越长,生成的复合选择层越厚,所得膜的水通量越小,膜对无机盐的截留率也就越高;而界面聚合单体浓度增加,膜的水通量及膜对无机盐的截留率都会减小;另外,操作压力增大,膜的水通量及膜对无机盐的截留率均会增加。在操作压力为0．2MPa条件下,复合荷电镶嵌膜对无机盐的截留率均小于20％,而对二价酚橙和甲基绿的截留率均大于95％。     

淹没式加压MBR膜污染机理及治理措施

研究了加压MBR膜通量衰减规律,膜污染阻力的分布;尝试了空曝、水反冲洗、压缩空气反冲洗、物化清洗四种膜清洗方式的膜通量恢复．研究结果表明：加压MBR膜通量衰减迅速,运行17d后膜通量衰减83．5％;膜污染阻力主要由凝胶极化阻力Rp和内部污染阻力Rif构成。     

浸渍-界面聚合法制备荷电镶嵌膜

以聚醚砜为基膜,以荷正电的高分子材料聚环氧氯丙烷胺及荷负电的2,5-二胺基苯磺酸混合水溶液(无机相)与三酰氯的正己烷溶液(有机相)通过浸渍-界面聚合反应,合成了一种新型的荷电镶嵌膜.实验考察了荷电剂浓度、单体的浓度、界面聚合反应时间和热处理温度等因素对膜性能的影响.研究结果表明,优化工艺下所制备的荷电镶嵌膜具有良好的性能.在0.4 MPa下,膜对无机盐的截留率均低于40%,对PEG1000的截留率则达到了94.02%,该膜的纯水通量为11.1 L·m-2·h-1;能截留低分子量有机物而透过盐,表明该膜可以用于有机物与盐混合溶液的分离.     

聚醚砜管式膜在海水提镁中的应用

采用聚醚砜管式超滤膜从经过提钙的海水中提取氢氧化镁.试验结果表明,聚醚砜管式膜对海水中氢氧化镁进行分离和浓缩的过程中,通量稳定,抗污染性能好,在0.1 MPa、20℃条件下膜通量达90L·m-2·h-1,对氢氧化镁截留率可达99%以上,浓缩倍数可达7倍.经过酸碱清洗,膜的通量恢复率能达到80%以上.     

MBR工艺处理印染废水中膜的污染和清洗

研究MBR工艺处理印染废水中膜通量的变化，结果表明，膜污染是影响膜通量的重要因素，运行过程中膜通量随时间的延长而降低，仅用14h就衰减了约21％；膜清洗先采用物理方法（空曝气＋反冲洗），再用化学方法，最终可使膜通量恢复至90％以上；使用的两种化学方法中第二种清洗方法使用后膜的运行周期较长，同时运行中还可配合其他方法减缓膜污染。     

陶瓷膜分离净化硫氰酸钠工艺研究

采用陶瓷膜分离净化湿法腈纶溶剂硫氰酸钠物料,分析了膜通量随运行时间的衰减变化趋势及浓缩倍数与膜通量衰减的关系,确定了恢复膜通量的方法,比较了不同膜管的分离效果和分离特性。结果表明:陶瓷膜能有效截留硫氰酸钠物料中的杂质,水不溶物去除率大于75%;膜通量都随运行时间的延长而衰减,当平均膜通量低于设计膜通量时,可采用热纯水进行洗脱,使膜通量恢复;当热纯水无法使膜通量恢复,可采用化学方法或更换膜管;不同膜层厚度的膜管对膜通量影响不大,但厚层膜管的分离除杂效果好。     

荷电中空纤维膜对肝素钠的分离特性

在紫外辐照下,引发聚砜（PSF）中空纤维膜与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）的表面化学接枝反应,制备得到荷负电型PSF-g-AMPS膜,研究了该荷电膜对肝素钠的分离浓缩特性。实验结果表明,紫外光引发膜接枝过程中辐照时间、接枝单体浓度、肝素钠溶液的pH值影响着膜的渗透通量及截留效果。在辐照时间为2 min、AMPS单体浓度为1%条件下得到的荷电膜在0.1MPa压力下对肝素钠具有最佳的截留效果。溶液pH=9的条件下,膜对肝素钠具有较高的截留率,而在pH=5条件下具有较高的渗透通量。荷负电膜与带阴离子基团肝素钠的静电排斥效应使得膜对肝素钠的截留率提高,而接枝链的亲水性使得膜的渗透通量得以提高。     

天然有机物对国产纳滤膜的污染及清洗效果研究

为考察水体中天然有机物(NOM)对纳滤膜性能产生的影响,以腐殖酸(HA)、牛血清蛋白(BSA)和海藻酸钠(SA)分别模拟水中常见NOM,腐殖质、蛋白质和多糖,对国产NF-1812纳滤膜进行单组分及其混合物定性定量有机污染及清洗实验。结果表明,有机污染造成膜通量下降,膜污染程度为SA>HA>BSA;NOM截留率可稳定在99.2%~99.6%;膜污染阻力主要为浓差极化阻力,其次是凝胶层阻力和内部污染阻力,有机污染液综合黏度和综合含量越大,浓差极化阻力的比例越高;对多组分有机污染膜进行错流速度9 cm/s的物理水力清洗和pH=10.0的质量分数分别为0.1%的NaOH+0.025%Na-SDS化学药剂清洗,膜通量、NOM截留率、苦咸水截留率、SEM成像均恢复至原膜状态,纳滤膜清洗效果良好,适用于中国西北苦咸水地区。     

纳滤海水软化的实验研究

利用小型平板膜测试设备,进行纳滤海水全回流实验研究.考察了操作压力、流量对DL膜通量的影响和膜对海水中主要离子的截留效果,进而研究在7 h的运行过程中DL膜对海水的软化效果,最后采用扫描电镜与X射线能谱分析纳滤海水软化过程中微溶盐的结晶情况及二价阳离子与海水中有机物的络合作用.结果表明,荷负电DL纳滤膜具备良好的渗透性和分离性能,膜通量随压力的升高线性增加,提高流量通量略有增大.在0.8～2.4 Mpa的压力范围内,DL膜对SO42-和Mg2+的截留率分别保持在98%和70%以上,对Ca2+、Na+和Cl-的截留率是随着压力的升高先增大后保持稳定.随着运行时间的延长,膜通量和离子截留率呈现一定下降趋势.在全回流运行方式下,硫酸钙表面结晶是膜通量衰减的主要原因,海水有机物与二价钙镁离子的络合作用甚微.     

原位合成法制备高通量聚砜超滤膜及其性能研究

以聚砜（PSF）为原料,N,N‐二甲基甲酰胺（DMF）为溶剂,4,4'-二氨基二苯砜（DDS）和均苯四甲酸二酐（PMDA）为添加物,在聚砜铸膜液中“原位合成”聚酰胺酸（PAA）,采用浸没沉淀相转化法制备高水通量PSF超滤膜。使用傅里叶变换红外光谱仪（ATR-FTIR）和X射线光电子能谱分析（XPS）对膜表面化学组成进行分析,结果表明成功在膜表面引入PAA。膜的荷电性、水接触角、保湿性和水通量等性能测试表明,改性膜具有良好的保湿性和水渗透性。在0.1 MPa的运行压力下,改性膜的纯水通量和牛血清白蛋白（BSA）截留率均高于纯PSF超滤膜,纯水通量从221.39 L/(m²·h)增加至406.57 L/(m²·h),截留率从75.75%增加到96.14%;在0.01~0.1 MPa的运行压力范围内,改性膜水通量均高于纯PSF超滤膜。。     

Improving the antifouling properties of ceramic membranes via chemical grafting of organosilanes

For enhanced antifouling surface properties, the alumina membranes were modified through a simple silanization process. Three organosilanes presenting neutral, positive, and negative charges were allowed to graft onto alumina membranes. A small decrease in the pore size and the successful chemical binding of organosilanes were confirmed, respectively. The membrane filtration test using humic acid (HA) was conducted to evaluate the effect of surface charges on fouling resistance. The neutral and negatively charged membranes achieved remarkable flux behaviour due to no charge interaction and electrostatic repulsion force, respectively. Especially, the negatively charged membranes presented the lowest flux decline, the highest flux recovery, and the lowest membrane fouling.     

Fluoride and Arsenic Removal by Nanofiltration Technology from Groundwater in Rural Areas of China: Performances with Membrane Optimization

Nanofiltration (NF) membrane configuration for fluoride and arsenic removal from groundwater has a key role in controlling operation performances and membrane fouling. Some bench-scale contrast experiments using commercial NF membranes were done to obtain the optimum arrangement performances. The NF membrane arrays included one-stage, two-stage, and three-stage systems. The NF membrane surface was negatively charged above its isoelectric point (approximately at pH 5.9–6.4). Accordingly, the raw groundwater was initially adjusted to a neutral or alkaline pH to enhance the effect of electrical charge repulsion and improve the ion removal efficiencies by NF. The encouraging results indicated that a membrane in a parallel-linear arrangement with staging 2:1 was the preferable arrangement to remove fluoride and arsenic from low-salinity groundwater in rural areas of China. With this optimal arrangement, the NF system obtained fluoride and arsenic removal efficiencies of 70?73% and 92?94% respectively, a preferable permeate flux of 73.37 L h^?1 m² and acceptable water flux recovery rate of 65% at 16°C. This optimal arrangement can further limit the potential membrane fouling by lowering the interstage Reynolds number. Moreover, the water product cost was lowest by the NF system with this optimal arrangement.     

具有PDA-UiO-66中间层耐溶剂复合纳滤膜的制备及性能

将多巴胺和Ui O-66纳米颗粒共沉积在经1,6-己二胺交联的聚醚酰亚胺（PEI）基膜上构建了纳米复合中间层（PDA-UiO-66），并在中间层上进行界面聚合反应制备了耐溶剂复合纳滤膜（TFN-U）。通过FTIR、XRD、SEM、AFM、水接触角测量仪对膜结构进行了表征和测试，探究了Ui O-66质量浓度对TFN-U膜耐溶剂性、耐污染性以及运行稳定性的影响。结果表明，PDA-Ui O-66纳米复合中间层的引入能提高TFN-U膜的渗透通量，当Ui O-66纳米颗粒质量浓度为0.2 g/L时，TFN-U2膜水通量为63.83 L/(m2·h)，甲醇通量为28.50L/(m2·h)，对刚果红水溶液和刚果红甲醇溶液的截留率为98.2%和93.2%，经无水乙醇、丙酮、乙酸乙酯、正己烷及N,N-二甲基甲酰胺（DMF）浸泡48h后，其对刚果红的截留率均>94%，通量恢复率达到78.1%，在连续24 h过滤刚果红甲醇溶液后，该膜的甲醇通量为14.13L/(m2·h)，截留率为98.3%，表明TFN-U2膜具有良好的耐溶剂性、耐污染性以及一定的运行稳定性。     

溶剂对水处理用PVDF微孔膜结构性能影响

利用N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、磷酸三乙酯(TEP)和二甲基亚砜(DMSO)4种溶剂制备PVDF微孔膜,考察溶剂对成膜性能的影响,除了测试膜结构、孔隙率、清水通量等常规指标外,增加膜污染速率指标,研究4种溶剂成膜在实际膜-生物反应器(MBR)内的运行情况,得到4种溶剂成膜结构不同,具有贯穿性指状孔的DMSO溶剂成膜具有最高的孔隙率,高清水通量,并在MBR内表现出最低的污染速率,最适于制备水处理用的PVDF膜;具有海绵状孔的TEP溶剂成膜具有最高的清水通量,高的孔隙率,在MBR内污染速率较低;DMF、DMAc溶剂成膜结构类似,具有不贯穿的指状孔,孔隙率及清水通量均较低,膜污染速率高,不适于水处理MBR用膜。     

Investigation of OSN properties of PDMS membrane for the retention of dilute solutes with potential industrial applications

Few commercially available membranes can be used for organic solvent nanofiltration (OSN). Applying OSN in chemical industries is nevertheless of high interest to cut with energy consumption linked to solvent recycling and soluble catalysts recovery. A commercial membrane, PERVAP4060, was used to investigate the retention of dilute solutes in toluene feeds and to mimic metathesis medium. The studied solutes were R-BINAP a neutral polyaromatic molecule used in metathesis chemistry, tetraoctylammonium bromide (ToABr), a charged molecule used as a homogeneous catalyst and n-hexadecane. Retention of polar ToABr (95%) was higher than that of neutral R-BINAP (80%). The transfer mechanism, either pore flow or solution-diffusion, was discussed. All the results obtained suggested that the transport is governed by the solution-diffusion mechanism. The measured retentions could be explained in terms of solubility affinities and diffusion coefficients. The stability and performances of PERVAP4060 were well established, showing the strong potential for industrial applications. © 2019 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2020 , 137, 48359.     

聚偏氟乙烯膜的制备及其影响规律的研究

以聚偏氟乙烯(PVDF)为膜材料,LiCl为添加剂,NMP,DMF,DMAC为溶剂进行正交试验,确定不同的溶剂种类,聚合物浓度,添加剂浓度对膜结构和性能的影响,并通过正交实验分析出最佳的制膜液组成:18%PVDF/3%LiCl/DMAC,经表征后纯水通量为223.73L/m2h,对牛血清白蛋白(M=67000)截留率为78%,孔径为44nm。     

基于细胞性质分析不同有机溶剂对简单节杆菌C1,2脱氢反应的影响

通过对简单节杆菌细胞性质的研究,探讨了不同有机溶剂(乙醇、DMF、DMSO、甲醇)加入后醋酸可的松生物转化反应效率产生差异的原因。采用底物转化法检测生物转化率,采用平板活菌计数法计算细胞存活率,通过糖代谢活力保留值表征细胞的生理代谢活力,用原子力显微镜观察细胞超显微结构,以FDA法表征细胞膜通透性。在体积分数为4%的条件下,4种有机溶剂均能提高简单节杆菌生物转化醋酸可的松的初始转化速率和最终转化率,转化率从高到低依次为乙醇>DMSO>甲醇>DMF;4种溶剂对简单节杆菌存活率和糖代谢活力保留值的影响趋势基本一致,其中DMF最大,DMSO次之,乙醇和甲醇较小;4种溶剂中,甲醇对简单节杆菌细胞完整性的影响最大,乙醇次之,DMF和DMSO差别不明显;4种有机溶剂对简单节杆菌细胞膜通透性的影响大小依次为甲醇>乙醇>DMSO>DMF。上述结果表明,细胞生理代谢活力和细胞膜通透性的差异是造成转化率水平不同的重要原因。其中,细胞膜通透性的增强有利于底物分子更容易进入细胞与生物酶接触,进而提高转化率。