载银TiO_2改性PVDF图案膜

将载银TiO2纳米管(Ag TNT)均匀分散在聚偏氟乙烯(PVDF)铸膜液中,利用相转化法制备PVDF/Ag TNT平板膜和负载图案的平板膜,通过扫描电子显微镜(SEM)、接触角测定、过滤实验和抑菌实验等研究其微结构、亲水性、抗污染性和抑菌性等性能.结果表明,负载图案的PVDF/Ag TNT平板膜的分离性能、亲水性、抗污染性和抑菌性都得到了改善,纯水通量增幅达70%,接触角下降明显,最大降幅为67.7°;图案膜过滤HA的不可逆污染阻力下降了37.8%;静态吸附实验表明,图案膜对HA的吸附有显著的下降,吸附量降幅为42.3%,解吸率上升了25.1%.     

聚偏氟乙烯/TiO2杂化膜的结构与性能研究

采用溶胶-凝胶原位共混法制备了含不同量TiO2溶胶的聚偏氟乙烯/TiO2杂化膜,并借助X射线衍射(XRD)、扫面电子显微镜(SEM)、红外光谱(FT-IR),从力学性能、水通量、牛血清蛋白截留率、孔隙率和接触角等方面对膜的结构和性能进行了表征.结果显示,掺入适量的纳米TiO2溶胶不仅明显地改善了PVDF膜的微观结构,而且其亲水性、力学性和水通量等性能也获得了提高.     

PVDF/TiO_2复合平板超滤膜的制备与性能研究

采用自制纳米TiO2溶胶、商品化纳米TiO2粒子溶胶表面涂覆PVDF膜制得PVDF/TiO2复合膜.通过纯水通量、截留率、接触角以及抗污染性能等实验,考察了不同粒径、浓度的纳米TiO2溶胶对PVDF膜性能的影响,并利用FT-IR和SEM表征了该复合膜的微观构造.结果表明:复合膜的分离性能得到提高,且自制纳米TiO2溶胶改性的PVDF膜综合性能较优异,其接触角由改性前的85.0°降至46.0°,并且去离子水清洗50min后,通量恢复率稳定在95%以上;FT-IR分析显示,复合膜表面羟基数有所增加;SEM观察表明,在PVDF膜表面镶嵌和吸附有一定量纳米TiO2粒子使复合膜呈现出良好的抗污染性能.     

聚偏氟乙烯/金属镍杂化膜的制备和表征

以N,N二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,以氯化镍(NiCl2)和聚乙二醇(PEG)为添加剂,采用一步法和两步法2种凝固浴方法制备PVDF/金属镍杂化膜,考察2种凝固浴法以及NiCl2和PEG的含量对PVDF/金属镍杂化膜的亲水性、膜结构和力学性能的影响.结果表明:NiCl2对PVDF膜的亲水性有明显的影响,PEG使得一步法膜的水通量和亲水性有了显著提高;采用一步法,NiCl2为8%且PEG为5%时杂化膜的亲水性和力学性能最好.     

PVDF/TiO_2自组装膜的制备及其性能研究

采用溶胶-凝胶相转化法和自组装法制备PVDF/TiO2自组装膜,并利用SEM、接触角、FT-IR和XRD进行了表征;通过纯水通量、孔隙率、膜阻力分析和腐植酸(HA)过滤去除实验,考察了PVDF/TiO2自组装膜的性能,探究了PVDF/TiO2自组装膜在臭氧条件下的催化臭氧化反应机理。结果表明:SEM直观显示膜上存在TiO2粒子;与PVDF原膜相比,纯水的接触角由43.92°减小至25.46°,膜的亲水性显著提高;FT-IR分析,PVDF/TiO2自组装PVDF膜上存在Ti-O键,羟基数量显著增加;XRD表明膜上存在金红石矿型TiO2粒子;自组装后PVDF膜纯水通量由152.5 L·m-2·h-1提高到215.3 L·m-2·h-1,孔隙率由90.2%下降至88.6%,PVDF/TiO2自组装膜对HA具有较强的吸附去除能力,PVDF/TiO2自组装膜对HA的去除率达到75%。     

锌型一维链状晶体/PVDF共混膜的制备及性能

为了改善聚偏氯乙烯(PVDF)膜的亲水性,以具有金属活性位点Zn~(2+)和亲水基团—COOH的亲水性锌型一维链状晶体(ZnL)为填料,采用非溶剂致相分离法(NIPS)制备ZnL/PVDF共混膜;通过原子力显微镜、X射线衍射、扫描电子显微镜及水接触角、水通量、截留率等一系列测试手段探究添加不同含量ZnL对ZnL/PVDF共混膜结构、性能的影响。结果表明:ZnL晶体均匀的分布在PVDF膜中,并且没有出现明显颗粒聚集现象,证明ZnL晶体与PVDF聚合物有较好的相容性;亲水性ZnL晶体的加入明显提高了PVDF膜的亲水性,当ZnL晶体质量分数为0.50%时,其水通量达到99.6 L/(m~2·h),比纯膜水通量增加150%,并且其截留率下降幅度较低;随着ZnL晶体含量的增加,拉伸强度呈现先升高再降低状态,当ZnL晶体质量分数为0.50%时,共混膜的拉伸强度为3.39 MPa,比原膜的拉伸强度增加了10%。     

PVA含量对PVDF/PVA改性膜抗污染性的影响研究

通过原子力显微镜(AFM)以及自制的PVDF胶体探针测量膜与不同有机物,即牛血清蛋白(BSA)、腐殖酸(HA)以及海藻酸钠(SA)之间的粘附力,从而研究不同PVA含量对PVDF/PVA改性膜抗污染性的影响.研究发现,随着PVA含量的增加,BSA以及HA污染膜的初期通量衰减幅度都呈先减小后增大趋势,而相应的通量恢复幅度都呈先增大后减小趋势.由于PVA的水合作用,改性膜-污染物之间的粘附力随着PVA含量的增加都呈减小趋势,因而其粘附力变化与相应污染膜的初期通量衰减幅度以及通量恢复率之间并不呈正相关性;而随着PVA含量的增加,SA污染膜的通量衰减幅度与通量恢复率都呈增大趋势,而改性膜-SA之间的粘附力呈减小趋势,与SA污染膜的通量衰减幅度以及通量恢复率之间呈良好的相关性.     

超声凝胶对复合超滤膜结构与性能的影响研究

将纯纳米TiO2和改性TiO2粒子分别添加到聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜铸膜液中,在超声辅助下进行凝胶成膜,制备出了不同结构与性能的PVDF复合超滤膜.采用红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、接触角测定、膜渗透测定等手段考察了超声波作用下不同改性复合膜结构与性能的变化(包括膜微观结构、表面接触角、膜通量、截留率).结果表明:超声凝胶作用提高了改性复合膜表面的粗糙度,使其亲水性得以强化;加速了凝胶过程溶剂与非溶剂之间的微相分离,使膜结构由海绵结构向指状多孔结构转变;在KH570-纳米TiO2与甲基丙烯酸甲酯(MMA)-丙烯酸(AA)-纳米TiO2改性复合超滤膜中,后者改性膜亲水性强化效果较为显著,且在截留率基本保持稳定的前提下,膜通量可达到85 mL/(cm2.h).     

聚砜/β-环糊精杂化超滤膜的制备及性能研究

为提高聚砜(PSF)超滤膜的亲水性,采用浸没沉淀相转换法掺杂共混制备了聚砜/β-环糊精杂化超滤膜,并通过扫描电子显微镜(SEM)、接触角测量仪、原子力显微镜(AFM)、膜性能评价仪等对传统聚砜超滤膜和聚砜/β-环糊精杂化超滤膜的结构和性能进行了表征,考察了β-环糊精添加量、搅拌温度及凝固浴温度对聚砜/β-环糊精杂化超滤膜纯水通量和截留率的影响。研究结果表明:当添加β-环糊精的总质量分数为1.5 wt%时,聚砜/β-环糊精杂化膜的膜通量比PSF纯膜提高了7.6%;β-环糊精的加入减小了膜的纯水接触角,改善了PSF膜的亲水性,降低了膜表面的粗糙度,提高了膜的耐污染性能。     

超声波辅助清洗啤酒发酵液污染微滤膜的研究

采用超声波技术清洗由啤酒发酵液污染的聚偏氟乙烯（PVDF）微滤膜,实验中所用的超声波频率为40kHz,超声波的强度为1.43～2.85 W/cm^2.实验结果表明：超声波辅助水洗只能部分恢复膜的水通量,而且超声波强度的提高,只是缩短了达到水通量恢复率的清洗时间;而超声波辅助NaOH＋SDS＋H2O2混合洗液化学清洗的效果较好,在强度为2.85 W/cm^2的超声波辅助作用下,清洗10min其水通量恢复率达到93%.