基于自组装和UV-辐射的GO/PES/SPSf复合膜的制备及其染料/盐选择性分离性能

为实现染料和盐选择性分离,以PES/SPSf共混超滤膜为支撑体,采用层层自组装构建氧化石墨烯(GO)负载PES/SPSf复合膜,并且借助UV-光辐射(15 min)实现GO功能层与支撑层进一步交联及固定化,最后成功制备出GO/PES/SPSf复合膜;重点考察GO负载量对膜表面形貌、断面结构、亲水性、荷电性和渗透分离性能...     

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.     

H-PSMA/PVA/PP复合膜的制备及油-水乳液分离性能

通过两步法对聚丙烯（PP）膜进行了亲水改性:首先,通过在碱性条件下水解苯乙烯-马来酸酐共聚物（PSMA）制备了水解的苯乙烯-马来酸酐共聚物（H-PSMA）;然后,以聚乙烯醇（PVA）为亲水性改性剂,戊二醛（GA）为交联剂,将H-PSMA/PVA/GA复合材料浸涂在PP基底膜上,制备了亲水性水解苯乙烯-马来酸酐共聚物/聚乙烯醇/聚丙烯（H-PSMA/PVA/PP）复合膜。利用傅里叶变换红外光谱（FT-IR）分析表征了H-PSMA和H-PSMA/PVA/GA的结构;通过测试复合膜表面的静态接触角,探究了PVA和GA含量及成膜溶液的质量浓度等对膜表面润湿性能的影响;最后,测试了复合膜的油水分离效率和重复利用率。结果表明:当GA、PVA和H-PSMA的质量比为0.225∶1∶1,成膜溶液的质量浓度为0.03 g/mL时,所制备的H-PSMA/PVA/PP复合物膜对水包油乳液（O/W）表现出优异的分离性能,初次油水分离效率为99.40%,当重复分离10次后,油水乳液的分离效率仍达到98.83%以上。该复合膜的制备工艺具有安全性好、成本低和环境友好的特点。     

PVA/PVP/SiO2复合膜过滤器的制备及油水分离性能

以钢丝网为基底,采用浸涂法制备油水分离膜过滤器。首先,将聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)与纳米二氧化硅(SiO₂)制备聚乙烯醇/聚乙烯吡咯烷酮/二氧化硅(PVA/PVP/SiO₂)复合材料;再将其浸涂在钢丝网上,置于戊二醛蒸汽中进一步交联,得到超亲水/水下超疏油的PVA/PVP/SiO₂复合膜过滤器。利用热失重表征了PVA/PVP/SiO₂复合材料的热性能;探究了PVP和SiO₂含量对膜过滤器表面润湿性的影响;同时,测试了复合膜过滤器的油水分离效率和重复利用率。结果表明：PVP和纳米SiO₂的加入提高了复合膜的热稳定性和水下疏油性,当SiO₂、PVP与PVA的质量比为0.5∶0.4∶1,PVA溶液的质量分数为10%时,所制备的PVA/PVP/SiO₂复合膜过滤器对油水混合物表现出优异的分离性能,初次油水分离效率最高可达到99.5%,分离通量可达到7 083.41 L/(h·m²)...     

GO/PVA阵列结构吸收体高效光蒸汽转化

将氧化石墨烯(GO)均匀分散于聚乙烯醇(PVA)水溶液中,烘干制备出表面平整的GO/PVA膜。利用激光刻蚀工艺对GO/PVA膜的表面进行处理得到LT-GO/PVA膜,研究LT-GO/PVA膜的微观结构、物理性能及其作为光热转化器件的性能。结果表明：LT-GO/PVA膜表面形成了3D多孔阵列结构,可促进太阳光的吸收,减少...     

聚乙烯醇/CeP_2O_7复合膜及紫外老化性能研究

采用浸渍提拉溶液共混法制备出聚乙烯醇/焦磷酸铈(PVA/CeP2O7)复合膜。对薄膜进行了人工紫外老化,并对不同老化时间纯PVA膜和复合膜的力学、水蒸气透过、耐水耐油等性能进行了测试,使用紫外-可见分光光度计、紫外-可见光谱仪和热重分析仪进行了分析。结果表明,PVA/CeP2O7复合膜抗紫外老化性能良好,且力学性能、热稳定性、耐水性、保湿性较纯PVA膜都有所提高,耐油性保持良好。     

壳聚糖/纳米TiO2复合膜的制备及其性能分析

采用溶胶-凝胶法制备了壳聚糖/纳米二氧化钛复合膜,用X-射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)、傅立叶红外分析(FT-IR)进行表征,并测试了壳聚糖膜的机械性能。X-射线衍射(XRD)表明,添加TiO2改变了壳聚糖原来的排列。热重分析(TGA)表明,壳聚糖复合膜比纯壳聚糖膜具有更好的热稳定性。傅立叶红外分析(FT-IR)表明壳聚糖复合膜中存在Ti-O键。拉伸测试表明,添加纳米TiO2后能提高断裂强度。     

静电纺制备TiO2/PVA复合纳米纤维及其光催化性能研究

通过静电纺丝的方法制备一种以二氧化钛(TiO2)为催化剂,聚乙烯醇(PVA)为载体的TiO2/PVA复合纳米纤维光催化材料。使用FE-SEM,XRD,Tg,FTIR对制备的TiO2/PVA复合纳米纤维膜进行了表征,并考察了其紫外光照射下光催化降解罗丹明B(Rh B)的能力。结果表明:制备的TiO2/PVA复合纳米纤维具有较高的光催化活性。     

碳纳米材料/聚偏氟乙烯杂化膜的制备及性能

为了改善膜的形貌,提高膜的分离性能和力学性能,以聚偏氟乙烯(PVDF)为聚合物,以多壁碳纳米管(MWCNT)为纳米填料,以氧化石墨烯(GO)溶液为凝固浴,通过基质混合和溶液凝固浴相结合的方式,成功制备了PVDF/MWCNT/GO杂化膜.通过TEM、SEM、FT-IR等手段对MWCNT和GO的形貌及结构进行了表征,同时研究了碳纳米材料的添加对膜的形貌、分离性能以及力学性能的影响.结果表明:MWCNT呈长管状网络结构,GO呈片层结构,二者的协同作用将有利于膜力学性能的改善;而GO表面丰富的含氧官能团,可以使其在水中有很好的分散稳定性,并且当MWCNT的质量分数为3%时,膜的综合性能达到最优,与纯膜相比,杂化膜的形貌和亲水性有了一定的改善,纯水通量、截留率和力学性能分别提高了约106%、58.7%和101%,这说明碳纳米材料可以有效提高膜的分离性能和力学性能.     

NiAl2O4涂层膜的制备及其在油水分离中的应用

以聚偏氟乙烯(PVDF)有机膜为基底,单宁酸(TA)为胶结剂,将尖晶石NiAl₂O₄无机纳米颗粒均匀修饰到PVDF膜表面,制备了超亲水/水下超疏油型NiAl₂O₄/TA/PVDF复合膜。系统研究了NiAl₂O₄/TA/PVDF复合膜的结构、形貌和表面润湿性,评价了复合膜在典型的油水乳液分离中的性能。实验结果表明,NiAl₂O₄/TA/PVDF复合膜对稳定的油水乳液表现出优异的分离效率(分离效率均高于99%)和较高的膜通量(682～1 302 L·m^-2·h^-1)。此外,由于膜表面的粗糙结构和特殊润湿性,NiAl₂O₄/TA/PVDF复合膜具有较好的抗油污染性能,在循环8次分离水包油乳液后仍具有较高的分离效率和膜通量,表现出良好的机械性能和可再生性。本研究为构筑尖晶石基油水分离膜及其在油水分离中的应用提供了新的思路。     

TiO2/Ti电催化膜电极的制备及其对盐酸四环素废水的处理

为高效降解盐酸四环素(TCH)废水,以氢氧化钠、乙醇和水为溶剂,以平板微孔钛膜为钛源和基膜,采用水热法制备出原位生长二氧化钛纳米线的钛基电催化膜(TiO₂ NWs/Ti膜)。运用扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和电化学测试等手段,对TiO₂ NWs/Ti膜电极的形貌、晶型和电化学性能等进行表征,并以TiO₂ NWs/Ti膜为阳极构建电催化膜反应器(ECMR)处理盐酸四环素废水。结果表明:原位生长的催化剂锐钛矿TiO₂纳米线直径约为40 nm,均匀生长在Ti膜上;负载TiO₂纳米线可以显著提高Ti膜电极的电化学性能和催化活性,在常温常压下,当盐酸四环素废水质量浓度为50 mg/L、停留时间为10 min、电流密度为0.8 mA/cm2、pH值为7.0、Na2SO4质量浓度为15 g/L、溶液体积为100 mL时,盐酸四环素去除率可达99.5%,TOC去除率可以达到70.5%,明显高于Ti膜构建ECMR(40.2%和12.8%),且经过10次重复使用,催化性能基本保持较高水平。     

无机陶瓷膜在含油废水处理中的应用

综述了在油水分离中减缓膜污染、提高过滤效率的途径,即可以通过优化膜的孔径、膜表面亲水改性、构筑三维网孔结构的新型分离膜以及使用膜清洗等方法提高膜的抗污染性能。研究表明:控制膜孔径略小于油滴直径时能获得较理想的分离效率与较大的渗透通量;SiC陶瓷膜及表面负载Al₂O₃、TiO₂、ZrO₂等物质的其他分离膜具有亲水疏油性并且能够提高膜的抗污染性能,可使油滴截留率提高到98%以上,减缓膜污染;利用化学气相沉积技术构筑的CNTs三维网孔状结构膜可使油截留率达到100%;最后,采用化学清洗结合反冲洗可有效恢复陶瓷膜的膜通量。     

CaCl2·6H2O/EG复合相变材料的制备与性能研究

为了改善六水氯化钙的蓄放热性能,以六水氯化钙为相变材料（PCM）、膨胀石墨（EG）为载体、六水氯化锶为成核剂,采用物理吸附法制备六水氯化钙/膨胀石墨复合相变材料,研究复合相变材料的热物理特性. 采用步冷曲线法,研究复合相变材料的过冷度、蓄/放热性能和热循环稳定性;采用扫描电镜、差示扫描量热法、热流计导热仪,对复合相变材料的显微形貌、相变潜热、相变温度、比热容和导热系数进行测定. 结果表明：在六水氯化钙中添加质量分数为10%的膨胀石墨和质量分数为2%的六水氯化锶,复合相变材料的相变潜热为151.6 J/g,导热系数提升至3.328 W/(m·K),过冷度保持在2 °C以内. 相变材料的导热系数及过冷度得到显著改善.     

TiO2同质体材料的拓扑转变合成及其性能的研究

采用H_4x/3Ti_2-x/3□ _x/3O₄·nH₂O（HTO）为前驱体原料,通过水浴浸渍的方式在HTO的表面负载纳米级氧化钛颗粒（ST01）,采用焙烧的方法拓扑合成TiO₂同质结构复合材料。利用X射线衍射（XRD）、拉曼光谱（Raman）等测试手段,详细研究了焙烧温度对TiO₂相变过程的影响。结果表明,HTO随着温度的升高逐渐由单斜结构的TiO₂（B）转变成锐钛矿结构,再转变至金红石结构,且形成多种不同结构、组成的TiO₂同质复合体材料。以罗丹明B（RhB）为污染物模型进行降解实验,600 ℃时样品的光催化活性明显高于其他样品,主要是由于此时样品的电子与空穴分离效率较高,说明同质复合体TiO₂结构和组成影响了其光催化活性。此外,染料敏化太阳能电池（DSSCs）实验表明,600 ℃时样品的光电性能较高,其原因是二维片状形貌有助于光生载流子的快速迁移。     

Ag~+/离子液体支撑液膜蒸汽渗透分离苯/环己烷体系的研究

利用AgNO₃,AgBF₄和[bmim]BF₄,[bmim]PF₆离子液体制备Ag⁺/离子液体"填充型"支撑液膜,用于苯/环己烷的蒸汽渗透,研究了离子液体的种类、银盐阴离子种类、操作温度及原料液中苯含量等因素对苯/环己烷混合体系的蒸汽渗透膜分离性能的影响.结果显示:AgNO₃/[bmim][PF₆]支撑液膜对等体积配比的苯/环己烷混合体系分离效果较佳,35℃时渗透通量为14.81 g/（m²·h）,分离因子为36.59.     

聚砜超滤膜的亲水改性及其性能研究

以聚砜、聚乙烯吡咯烷酮和多巴胺修饰的埃洛石纳米管为主要原料,通过相转化法制备改性聚砜超滤膜。利用扫描电子显微镜、接触角测量仪、通量测试仪对滤膜进行结构及性能表征,交替过滤纯水与牛血清蛋白溶液测试改性超滤膜的循环稳定性。结果表明:改性埃洛石的掺入提高了超滤膜的水通量与截留率,改性后超滤膜水接触角从85.2°下降到67.4°,当改性埃洛石质量分数为1.0%时,超滤膜的纯水通量达到最大值440 L m^-2 h^-1,截留率从60%上升到92%。连续过滤200 min后,水通量最大值为400 L m^-2 h^-1。     

共价反应型多层有机-无机复合膜组装及其渗透汽化性能

对共价反应型多层有机-无机复合膜组装及其渗透汽化性能进行了研究.采用经硅烷偶联剂改性后的管式陶瓷膜作为基膜,通过动态层层吸附自组装(layer-by-layer,LbL)技术在管式陶瓷膜内表面分别组装聚丙烯酸(poly acrylic acid,PAA)/聚乙烯醇(poly vinyl alcohol,PVA)/戊二醛(glutaraldehyde,GA),再通过热交联引发层间反应,生成共价键,形成稳定性较强的多层复合分离膜,并将其用于渗透汽化领域.考察了组装层数、复合时间、交联温度和PVA相对分子质量等条件对复合膜性能的影响.结果表明:当组装层数为5层、进料液温度为75℃时,有机-无机复合膜对95%的乙醇/水体系,其透过液水的质量分数为99.5%,渗透通量可达102 g/(m2·h).     

AZ31镁合金表面磁控溅射TiO2薄膜的表面特性的研究

利用射频磁控溅射工艺在AZ31镁合金表面溅射了TiO₂薄膜,并对薄膜的特性进行了研究。扫描电镜观察显示制备态的TiO₂薄膜结构致密,表面无缺陷。对薄膜经过200℃保温30分钟、常温冷却或者85℃保持一小时后放到常温保持15分钟,连续实施4次该操作的两种热处理工艺后,观察到薄膜表面致密结构没有发生变化,表面也没有缺陷生成。这表明了薄膜具有热稳定性。薄膜表面硬度特性研究表明薄膜表面的显微硬度为1.51 GPa。最后,研究了表面镀有TiO₂薄膜的AZ31镁合金在模拟人体体液环境下的腐蚀（降解）特性。结果表明,在7天腐蚀过程中,AZ31镁合金基底没有被腐蚀,因此TiO₂薄膜对AZ31镁合金基底具有很好的保护作用。     

纳米SiO2改性PSMA/FS复合膜的制备及油水分离性能

以偶氮二异丁腈为引发剂,以苯乙烯、马来酸酐和乙烯基三乙氧基硅烷为单体通过自由基聚合制备了具有偶联功能的苯乙烯-马来酸酐共聚物（f-PSMA）;采用溶胶-凝胶法制备纳米SiO₂;再使f-PSMA、纳米SiO₂和氟碳表面活性剂（FS）通过分子间的作用力自组装制备PSMA/SiO₂/FS复合材料;采用不锈钢网作为基底材料,通过浸泡法将PSMA/SiO₂/FS复合材料涂覆到不锈钢网上,制备油水分离膜。分别通过傅里叶变换红外光谱和热失重表征了f-PSMA和纳米SiO₂的结构和热性能;通过测试分离膜表面的接触角,探究了SiO₂含量和成膜溶液的质量分数对膜表面润湿性的影响;最后,测试了复合物膜的油水分离效率和重复利用率。结果表明:当f-PSMA和SiO₂的质量比为2∶1,成膜溶液的质量分数为10%时,复合物膜的初次油水分离效率达到100%,当重复分离20次后,油水分离效率仍在98.8%以上。