分离有机/有机混合物的PVA、CA系列膜及其渗透汽化性能研究(Ⅱ) 成膜条件对渗透汽化性能的影响

用溶剂完全蒸发法制备了PVA复合膜 .经对MTBE/MeOH混合物的分离实验得到了PVA复合膜的最佳成膜条件 ,即 :铸膜液中PVA、马来酸浓度分别为 7%、3% ,热处理温度130～ 15 0℃ .在 1%～ 2 %丙酮水溶液中浸泡处理 4～ 8h ,CTA中空纤维RO膜被改性成渗透汽化膜 .CTA中空纤维膜的分离性能优于其它醋酸纤维素系列膜 ,PVA/CA复合膜的性能优于PVA/PAN复合膜和CA/PAN复合膜     

叠合膜用于多组分体系渗透汽化脱水过程的研究

针对用渗透汽化—反应精馏耦合过程来实现溴丙烷的连续化生产时氢溴酸对PVA膜的腐蚀作用，用阻氢溴酸的PTFE基离子交换膜与PVA/PAN复合膜的叠合膜进行HBr—PrOH—H2O三组分体系的脱水．分别测试了PVA／PAN复合膜、PTFE基离子膜以及PTFE—PVA叠合膜对丙醇—水—氢溴酸的分离性能．渗透汽化结果表明，这种双膜叠合方法不但保持了PVA膜的高分离性能，而且有效地解决了氢溴酸对PVA膜的腐蚀问题．     

烃类在固载金属离子PVA膜中的溶胀吸附性能研究

制备了过渡金属盐填充固载PVA膜，实验测定了环己烷、环己烯在膜中溶胀吸附性能，结果发现：PVA膜经填充过渡金属离子Ag^ 、CO^2 等后，环己烯的溶胀吸附性能提高了3～5倍,而环己烷的溶胀吸附性能几乎不变；过渡金属盐的结构和性质对其填充固载PVA膜的环己烯溶胀吸附性能有较大影响，构成盐的金属离子尺寸越小、对应的阴离子尺寸越大、以及金属离子和阴离子之间的离解能越小，其填充固载PVA膜的环己烯溶胀吸附性能越好；过渡金属盐在填充固载PVA膜中的固载量增大，膜对环己烯的溶胀吸附性能提高，但趋势越来越弱，同时膜的机械强度等降低，固载膜中金属离子与PVA之摩尔比在0．5～1．0为宜。     

UIO-66-NH_2渗透汽化复合膜制备及乙醇脱水

金属有机骨架材料(MOFs)改性高分子渗透汽化复合膜是目前的研究热点.本文采用水热合成法制备UIO-66-NH_2,利用旋涂法在改性的聚丙烯腈(PAN)底膜表面涂覆海藻酸钠(SA)、聚乙烯醇(PVA)和UIO-66-NH_2混合液制备活性分离层,采用顺丁烯二酸交联分离层制备SA-PVA-MOF/PAN渗透汽化复合膜.考察了SA、PVA和UIO-66-NH_2浓度对复合膜形貌结构、亲水性能和醇水分离效果的影响.研究结果表明,复合膜分离层含质量分数1%SA、4%PVA和0.8%UIO-66-NH_2时,75℃条件下复合膜对质量分数85%乙醇水溶液的渗透通量最高可达905 g/(m~2·h),此时分离因子为308.     

过硫酸铵改性聚乙烯醇膜的制备及渗透汽化性能

以过硫酸铵(APS)为交联引发剂,引发聚乙烯醇(PVA)自交联,并复合在聚丙烯腈(PAN)超滤支撑膜表面,制备了PVA/PAN渗透汽化复合膜。采用扫描电镜和X射线衍射仪表征了交联膜的形貌和物理结构变化,由电镜观察到,在PAN超滤膜上形成了一层致密分离层,厚度为10μm。研究了膜在乙醇水溶液中的溶胀行为,测定了膜的凝胶分数,结果表明,APS含量增加,膜的结晶度下降,凝胶分数增加,溶胀度减小。通过考察膜对95%乙醇水溶液的渗透汽化分离性能可知,随着APS含量增加,膜的渗透通量先上升后下降,膜透过侧含水量始终保持在99%以上。     

AOPAN/RC纳米纤维膜的制备及对金属离子吸附性能

采用静电纺丝技术制备聚丙烯腈/醋酸纤维素(PAN/CA)纳米纤维膜,通过化学改性制备偕胺肟化聚丙烯腈/再生纤维素(AOPAN/RC)纳米纤维膜,研究了纳米纤维膜对单一金属离子(Fe~(3+))和混合金属离子(Cu~(2+)、Cd~(2+)、Fe~(3+))的吸附性能。通过扫描电镜、红外光谱、X射线能谱仪等测试对纳米纤维膜进行了表征,并通过静态接触角测定纳米纤维膜亲水性能。研究表明,改性后制备的AOPAN/RC纳米纤维膜的亲水性能得到较大改善,同时纳米纤维膜能够高效吸附溶液中的金属离子,纳米纤维膜对单一组分Fe~(3+)的饱和吸附可达411.21mg/g,对于混合金属离子溶液,纳米纤维膜对其吸附能力顺序为Fe~(3+)Cu~(2+)Cd~(2+),而且纳米纤维膜具备优良的重复使用能力。     

用于氧氮分离促进输送膜的研究

报道对氧的促进输送膜的研制和膜的性能测定工作以Ｃｏ（３ＦＳａｌｅｎ）为氧载体，用简便的方法制备了聚砜－硅橡胶－氧载体复合膜；研究了制备方法和制备条件对膜渗透和分离性能的影响实验结果表明，促进输送膜能有效地在提高氧氮分离系数αＯ／Ｎ的同时，也提高了膜对氧的透气速率ＰＯ．采用混合固体氧载体的制膜方法也有独特的优点．     

壳聚糖/聚乙烯醇过滤膜的制备及其性能表征EI北大核心CSCD

以壳聚糖(CS)和聚乙烯醇(PVA)为膜原料,将其溶解于冰醋酸(HAc)、甘油和去离子水的混合液中,形成CS/PVA铸膜液,随后通过刮涂成膜的方式制备CS/PVA复合膜。实验结果表明:在膜的相分离过程中,CS/PVA在凝固浴中浸泡40 min,此时膜具有较为完整的表面结构及疏松的内部孔隙结构。其纯水通量为(90.56±3.92)L/(m^2·h),对牛血清蛋白的截留率可达(93.33±2.83)%。进一步利用此条件下的复合膜对分散黄、分散黑以及分散蓝3种染料进行过滤吸附性能测试,CS/PVA复合膜完整致密的表层结构对染料起到了有效的物理阻隔作用。除此之外,复合膜分子结构中的羟基基团能够与目标染料的氨基基团发生分子内氢键作用,而进一步提高过滤膜对染料的吸附能力。CS/PVA复合膜在130 min时对分散黄、分散黑以及分散蓝染料的过滤吸附逐渐趋于平衡(3种染料初始浓度均为0.1 g/L,过滤操作压力为0.15 MPa),其最终的平衡过滤吸附量分别为(294.42±1.34),(257.77±0.28),(210.74±1.06)mg/g。随后进行染料移除率实验,在NaOH溶液的作用下,CS/PVA复合膜的染料移除率可以达到96%,有利于膜的回收再利用。     

壳聚糖/聚乙烯醇过滤膜的制备及其性能表征

以壳聚糖(CS)和聚乙烯醇(PVA)为膜原料,将其溶解于冰醋酸(HAc)、甘油和去离子水的混合液中,形成CS/PVA铸膜液,随后通过刮涂成膜的方式制备CS/PVA复合膜。实验结果表明:在膜的相分离过程中,CS/PVA在凝固浴中浸泡40 min,此时膜具有较为完整的表面结构及疏松的内部孔隙结构。其纯水通量为(90.56±3.92) L/(m~2·h),对牛血清蛋白的截留率可达(93.33±2.83)%。进一步利用此条件下的复合膜对分散黄、分散黑以及分散蓝3种染料进行过滤吸附性能测试,CS/PVA复合膜完整致密的表层结构对染料起到了有效的物理阻隔作用。除此之外,复合膜分子结构中的羟基基团能够与目标染料的氨基基团发生分子内氢键作用,而进一步提高过滤膜对染料的吸附能力。CS/PVA复合膜在130 min时对分散黄、分散黑以及分散蓝染料的过滤吸附逐渐趋于平衡(3种染料初始浓度均为0.1 g/L,过滤操作压力为0.15 MPa),其最终的平衡过滤吸附量分别为(294.42±1.34),(257.77±0.28),(210.74±1.06) mg/g。随后进行染料移除率实验,在NaOH溶液的作用下,CS/PVA复合膜的染料移除率可以达到96%,有利于膜的回收再利用。     

角蛋白/聚乙烯醇复合膜对铜离子的吸附性能

为了提高羊毛的溶解率和角蛋白的提取率,采用三羧基乙基磷溶液法提取羊毛中的角蛋白。通过简单常用的制膜技术将角蛋白与聚乙烯醇(PVA)合成出一种对铜离子具有吸附性能的角蛋白/PVA复合膜,并探讨了角蛋白/PVA复合膜对重金属铜离子的吸附行为。结果表明:角蛋白/PVA复合膜对铜离子具有吸附性能,角蛋白/PVA复合膜与铜离子接触后发生静电络合反应,使得铜离子粘附在其表层;影响角蛋白/PVA复合膜对铜离子吸附性能的因素与其孔隙率无关,而与角蛋白含量密切相关,角蛋白含量越高其对铜离子的吸附性能越好。     

PVA/PAN渗透汽化膜分离乙酸乙酯—乙醇—水体系的研究

采用相转化法制备了平板PAN超滤膜,并采用涂覆法制备了酒石酸交联的PVA/PAN复合膜.利用红外谱图和扫描电镜对复合膜表面化学组成及膜结构进行了分析和表征.同时,以乙酸乙酯-乙醇-水体系为研究对象,分别研究了交联荆的含量以及料液温度等对复合膜性能的影响.结果表明在同一温度下,交联剂含量增加,膜的溶胀度减小,渗透通量减小.选择性增高.随温度的升高,渗透通量增大,而选择性降低.在30～50℃的料液温度下,复合膜的总通量为30～150 g/(m2·h),分离因子可达480～29 000.     

催化与PV双功能中空纤维复合膜制备及其应用过程

以聚丙烯腈(PAN)中空纤维膜为支撑底膜,聚乙烯醇(PVA)为渗透汽化(PV)层,全氟磺酸树脂(PFSA)-聚乙烯醇(PVA) -纳米材料(SiO2、Al2O3和TiO2)为催化层,制备了具有催化和PV双功能的PFSA- PVA- SiO2 (Al2O3和TiO2 )/PVA/ PAN中空纤维复合膜.以乙酸-乙醇酯化反...     

Self-assembly functionalized membranes with chitosan microsphere/polyacrylic acid layers and its application for metal ion removal

Multilayer composite membranes with high removal capability for metal ion were prepared using electrostatic self-assembly (ESA) technique. Especially, self-assembled multilayer of chitosan microspheres and PAA were formed onto charged surface of polyacrylonitrile (PAN) membranes. It was confirmed that the alternate multilayer of chitosan and PAA were deposited on the base membrane surface. The formation of the ESA layer-by-layer of chitosan/PAA or chitosan microspheres/PAA onto the base membrane surface functionally equipped the membrane with removal capability for Cu²⁺. Especially, membranes with chitosan microspheres/PAA ESA layers on the surface showed relatively higher adsorption capability as compared with membranes with chitosan/PAA ESA layers. Besides, the influence of the pH of metal ion solution on the metal ion adsorption property of ESA modified membrane was investigated. It was proposed that the layer-by-layer self-assembled deposition of chitosan microspheres would be a new approach to functionalize membrane with high adsorption capability for metal ions.     

具有催化与渗透汽化双功能的纳米TiO2和Al2O3填充复合膜性能

采用聚丙烯腈(PAN)中空纤维超滤膜作为支撑底膜,经戊二醛(GA)表面交联的聚乙烯醇(PVA)作为渗透汽化层,以及纳米TiO2或Al2O3填充的全氟磺酸树脂(PFSA)作为催化层,制备了催化与渗透汽化双功能复合膜,考察了其亲水性能、对乙酸乙酯塔顶粗酯的渗透汽化分离性能、催化酯化反应性能以及机械性能.实验结果表明:催化与渗透汽化双功能复合膜具有良好的亲水性和机械性能,渗透通量可达到179g/(m2.h),相对应的分离系数为95,渗透物中不含乙酸乙酯,同时可显著缩短酯化反应达到相同转化率的时间.     

PAN/CA共混复合膜的气体分离与力学性能

聚丙烯腈（PAN）具有较高的气体渗透性,但拉伸强度低,不适宜直接制膜。为达到气体分离膜在力学强度方面的使用要求,利用PAN与乙酸纤维素（CA）共混改善其拉伸性能。结果表明,采用相转化法制备的PAN/CA共混基膜,随着CA与PAN共混比的增加,拉伸强度有明显的上升趋势,由1.74MPa增加到2.08MPa。当共混比为0....     

渗透汽化丁酮甲苯混合溶剂脱水研究

用自制的PVA／PAN复合膜进行了渗透汽化丁酮甲苯混合溶剂脱水试验,并与模型预测脱水极限值进行了比较,取得了一些有意义的结果。     

Separation of IPA/water mixtures by pervaporation: sorption and pervaporation results

Homogeneous membranes were prepared by blending polyvinyl alcohol (PVA) with polyacrylic acid (PAA) and furthermore the blend membrane is cross-linked covalently through an ester linkage formation between a hydroxyl group of PVA and carboxyl group of PAA. These membranes were evaluated for separation of azeotropic isopropyl alcohol (IPA)/water mixtures by pervaporation, that is, a vacuum applying membrane process. The overall and preferential sorption of IPA/water mixtures in cross-linked membranes were determined to investigate the influence of PVA/PAA ratio and of liquid mixture composition. Pervaporation characteristics were also determined as a function of PVA/PAA ratio and of the feed mixture composition. With increasing PAA content in the membranes, solubilities and fluxes decreased and selectivities increased. Because of polarity, water permeated preferentially through the membranes. Sorption results showed the same tendency as pervaporation results.     

氧化石墨烯/海藻酸钙水凝胶复合膜对水中Cd(II)的吸附

将氧化石墨烯(GO)、致孔剂与海藻酸钠共混后与CaCl₂交联制备的GO/海藻酸钙（CA）水凝胶复合膜作为含重金属废水的吸附材料。采用SEM和TEM表征了复合膜的表面形貌及透射性能,且分析了GO的加入对复合膜的力学性能、平均孔径、水通量及表面官能团的影响。为探究GO/CA水凝胶复合膜的吸附性能,考察了其吸附Cd(II)的影响因素:pH（6~7）值、初始离子浓度、接触时间、温度（三者均正相关）。用FTIR、XPS在吸附前后对复合膜进行了表征;引入了吸附动力学和等温线模型分析其吸附机制。探究结果表明GO的加入提高了复合膜的力学性能、平均孔径及水通量;吸附过程遵循Langmuir等温线,属于单层吸附,拟合得到的最大吸附量为173.61 mg/g;伪一级和伪二级吸附动力学分别在低浓度和高浓度时能较好地描述吸附过程的动力学行为;吸附机制主要为物理作用力吸附和离子交换。经过5个连续的吸附-解吸循环证明了GO/CA水凝胶复合膜的可重复利用性。