疏水SiO_2填充PDMS膜分离水中乙酸正丁酯的性能

以聚偏氟乙烯(PVDF)为支撑层,选用疏水性纳米SiO_2粉体作为改性剂,制备出聚二甲基硅氧烷(PDMS)复合膜材料,并用于乙酸正丁酯/水溶液的渗透汽化分离。采用SEM、FTIR、XRD、拉伸实验、接触角及正电子湮没寿命谱测定等对膜材料物理化学性能进行了表征,考察了膜材料的溶胀行为及渗透汽化性能。结果表明,SiO_2在PDMS膜中分散均匀,且没有发生化学作用,并提高了膜材料的机械强度和疏水性。随着SiO_2添加量增加,膜在乙酸正丁酯溶液中的溶胀度先升后降,渗透通量呈下降趋势,而分离因子先增大后减小。当SiO_2添加量为4%(质量)时,随进料浓度的增加,渗透通量增大,分离因子先增大后减小;随着温度升高,渗透通量增大,分离因子减小;渗透通量和分离因子最大值分别为240 g·m~(-2)·h~(-1)和542。     

PDMS/ZSM-5膜的制备及渗透汽化分离水中乙酸正丁酯和乙酸乙酯

为探究出适合分离水中的乙酸正丁酯和乙酸乙酯的新型渗透汽化膜材料,选用沸石ZSM-5 对聚二甲基硅氧烷(PDMS)材料进行填充改性,以聚偏氟乙烯(PVDF)为支撑层,采用刮涂法制备PDMS/ZSM-5/PVDF复合膜渗透汽化分离水中的乙酸正丁酯和乙酸乙酯。采用SEM、接触角测量仪、FTIR、TGA和XRD等对膜材料物理化学性能进行表征,考察了膜材料的溶胀行为及渗透汽化性能。结果表明,ZSM-5在 PDMS 膜中分散均匀,且没有发生化学作用,并提高了膜材料的疏水性和热稳定性。随着ZSM-5添加量的增加,膜在乙酸正丁酯和乙酸乙酯的溶胀度和待分离组分在膜材料中的扩散速率不断增加。随着进料浓度和温度的增加,渗透通量不断增大,分离因子先增大后减小。随着ZSM-5在PDMS/ZSM-5/PVDF复合膜中含量的增加,总渗透通量增加,而分离因子呈现先增加后减小的趋势。当添加量为10%（质量）时,分离因子达到最大值。对于乙酸正丁酯/水体系,渗透通量和分离因子最大值分别为319 g·m ^-2·h ^-1和131;而对于乙酸乙酯/水体系,渗透通量和分离因子最大值分别为1385 g·m ^-2·h ^-1和121。     

疏水SiO2填充PDMS膜分离水中乙酸正丁酯的性能

以聚偏氟乙烯（PVDF）为支撑层,选用疏水性纳米SiO₂粉体作为改性剂,制备出聚二甲基硅氧烷（PDMS）复合膜材料,并用于乙酸正丁酯/水溶液的渗透汽化分离。采用SEM、FTIR、XRD、拉伸实验、接触角及正电子湮没寿命谱测定等对膜材料物理化学性能进行了表征,考察了膜材料的溶胀行为及渗透汽化性能。结果表明,SiO₂在PDMS膜中分散均匀,且没有发生化学作用,并提高了膜材料的机械强度和疏水性。随着SiO₂添加量增加,膜在乙酸正丁酯溶液中的溶胀度先升后降,渗透通量呈下降趋势,而分离因子先增大后减小。当SiO₂添加量为4%（质量）时,随进料浓度的增加,渗透通量增大,分离因子先增大后减小;随着温度升高,渗透通量增大,分离因子减小;渗透通量和分离因子最大值分别为240 g·m^-2·h^-1和542。     

新型渗透蒸发膜聚甲基双苯基硅氧烷膜的制备和分离

采用2种不同配方制备出苯基含量不同的聚甲基双苯基硅氧烷(PMPhS)膜并用于分离苯-水体系。接触角测定结果表明2种膜比PDMS膜亲苯疏水性增强。以渗透通量和分离因子为评价指标,研究了原料液温度、流动状况、质量分数、膜下游侧压力对渗透蒸发分离性能的影响,结果表明,随着原料液温度、流速以及料液浓度的提高,通量和分离因子都增加,随着下游侧压力的升高,通量和分离因子均降低。     

超疏水聚偏氟乙烯复合微孔膜的制备及性能

提出了一种超疏水聚偏氟乙烯（PVDF）复合微孔膜的制备方法。以相转化法制备的PVDF膜为基膜,通过恒压过滤将多壁碳纳米管（MWCNTs）沉积到PVDF基膜表面,再经聚二甲基硅氧烷（PDMS）溶液修饰,可制得接触角达162°、滚动角约10°的PVDF复合微孔膜。用原子力显微镜和扫描电镜对膜表面进行结构分析,并测试了膜的接触角、气通量和机械强度等性能,考察了MWCNTs及PDMS浓度对膜结构和性能的影响。研究表明,CNTs在具有微米级粗糙度的基膜上强化了纳米结构,提高了膜的粗糙度,PDMS降低了膜的表面能,二者协同作用使复合膜的接触角大幅提高,滚动角显著下降。与高度疏水的PVDF基膜相比,PVDF复合膜的疏水性大幅提高,断裂伸长率加倍,在模拟海水真空膜蒸馏过程中,保持了较高的传质通量和截留率,具有更好的操作稳定性和抗污染性能。     

SiO_2/PDMS/PVDF复合膜渗透蒸发回收煤化工废水中酚

采用PVDF中空纤维为基膜,以Si O_2填充PDMS溶液为涂覆液,进行动态负压涂覆,制备Si O_2/PDMS/PVDF复合膜材料,回收处理煤化工废水中的酚。通过扫描电镜(SEM)、能量弥散X射线能谱仪(EDS)及接触角测试仪对Si O_2/PDMS/PVDF复合膜材料进行了表征,并研究了Si O_2质量浓度、涂覆时间对Si O_2/PDMS/PVDF复合膜材料渗透蒸发性能的影响。当Si O_2填充质量浓度占PDMS质量浓度的12%,涂覆时间60 min条件下,制得的Si O_2/PDMS/PVDF复合膜具有最佳的渗透蒸发性能。保持进水温度50℃,膜后压力50 k Pa,进水流速10 L/h,酚通量达到7.16 g/(m~2·h),分离因子为4.26。     

聚偏氟乙烯/聚二甲基硅氧烷渗透气化膜在丁醇分离中的应用

通过相转化法制备PVDF多孔支撑膜,在其上涂覆致密的PDMS分离层制备得到PVDF/PDMS复合膜,用于丁醇的分离纯化。以丁醇水溶液为原料液,流速为1.6 L·min-1,丁醇浓度为15 g·L-1,温度为37℃时,PVDF/PDMS复合膜的总通量为158.2 g·m-2·h-1,分离因子为17.3。向丁醇水溶液中按丁醇:丙酮:乙醇比例为6:3:1添加丙酮和乙醇模拟发酵液,PVDF/PDMS复合膜的总通量升高到189.5 g·m-2·h-1,分离因子降低到14.8。进一步考察了以丙酮-丁醇-乙醇(ABE)发酵液为原料液的渗透气化膜分离性能,发酵液中不存在菌体时,PVDF/PDMS复合膜的总通量和分离因子分别为120.2 g·m-2·h-1和19.7,而菌体存在时,复合膜的总通量和分离因子分别为122.1 g·m-2·h-1和16.7。与PDMS均质膜相比,PVDF/PDMS复合膜在丁醇分离过程中的分离性能有了显著的提升,具有潜在的应用价值。     

聚偏氟乙烯/聚二甲基硅氧烷渗透气化膜在丁醇分离中的应用

通过相转化法制备PVDF多孔支撑膜,在其上涂覆致密的PDMS分离层制备得到PVDF/PDMS复合膜,用于丁醇的分离纯化。以丁醇水溶液为原料液,流速为1.6 L·min^-1,丁醇浓度为15 g·L^-1,温度为37℃时, PVDF/PDMS复合膜的总通量为158.2 g·m^-2·h^-1,分离因子为17.3。向丁醇水溶液中按丁醇：丙酮：乙醇比例为6：3：1添加丙酮和乙醇模拟发酵液,PVDF/PDMS复合膜的总通量升高到189.5 g·m^-2·h^-1,分离因子降低到14.8。进一步考察了以丙酮-丁醇-乙醇（ABE）发酵液为原料液的渗透气化膜分离性能,发酵液中不存在菌体时,PVDF/PDMS复合膜的总通量和分离因子分别为120.2 g·m^-2·h^-1和19.7,而菌体存在时,复合膜的总通量和分离因子分别为122.1 g·m^-2·h^-1和16.7。与PDMS均质膜相比,PVDF/PDMS复合膜在丁醇分离过程中的分离性能有了显著的提升, 具有潜在的应用价值。     

疏水白炭黑填充PDMS-PA复合膜的渗透汽化性能

在聚二甲基硅氧烷(PDMS)层中引入疏水性气相法白炭黑,制成填充的硅橡胶-聚酰胺(PDMS-PA)多层复合膜;通过扫描电镜(SEM)观察了填充复合膜的截面形态,并考察了填充复合膜的渗透蒸发性能。结果发现,以PDMS层的质量为基准,填充少量的疏水性气相法白炭黑就能显著影响复合膜的渗透性能;填充复合膜的渗透通量随着白炭黑用量的增加而增加,而选择性则没有显著降低。在40℃、乙醇质量分数为5%的乙醇水溶液中,白炭黑质量分数为20%的PDMS-PA复合膜的渗透通量达到2 400 g/m2.h,比非填充复合膜的渗透通量高1倍多;而分离因子为7,稍低于非填充复合膜的8.5。此外,填充复合膜和非填充复合膜的分离性能对温度和浓度变化的依赖关系一致。     

白炭黑填充PDMS/PVDF复合膜的纳滤分离性能及传质特性

将纳米级白炭黑填充于PDMS制备了白炭黑填充PDMS/PVDF复合膜,采用红外(FT-IR)、热失重(TGA)和接触角(CA)等方法对填充复合膜进行了分析和表征,并采用纳滤的方法系统研究了复合膜对大豆油/己烷混合油的分离性能。结果表明,白炭黑填充能有效促进PDMS的交联,提高PDMS的疏水性、热失重温度以及对溶剂的稳定性;白炭黑填充量增加使复合膜渗透通量降低,但截留率从96%提高到98%;随溶液浓度增加,渗透通量和截留率同时降低;随温度的升高,渗透通量上升,截留率降低。大豆油和己烷在膜中的传质特性可用不完全的溶解-扩散模型描述,溶液渗透压实验值与计算值符合较好。     

超支化多层复合膜的制备及其渗透汽化分离水中丁醇

制备了超支化聚硅氧烷,并以超支化聚硅氧烷膜(HPSi O-c-PDMS)为中间层、聚硅氧烷(VTES-c-PDMS)为表层选择层,制备了具有多层结构的复合膜,并对其进行静态接触角和SEM表征,系统研究了PDMS分子量、料液温度对渗透汽化性能的影响。结果表明,随着表层分离层PDMS分子量的增加,多层复合膜的通量降低,而分离因子上升;随着料液温度升高,多层复合膜的通量和分离因子上升明显。     

沸石填充硅橡胶渗透汽化膜的制备及其优先透醇性能研究

由ZSM-5沸石和聚二甲基硅氧烷(PDMS)制备超薄沸石填充PDMS复合膜,考察沸石填充量、沸石结构中硅铝比和操作温度对沸石填充硅橡胶膜渗透汽化性能的影响。结果表明,超薄复合膜的制备可以改善渗透通量小的缺陷。沸石填充量30%时分离因子最大;具有相同填充量的PDMS膜,硅铝比较大的填充膜,其分离因子和渗透通量均较高;随着操作温度的升高,复合膜分离因子先升高后降低,在50℃达到最大值,其渗透通量呈升高趋势。     

超支化多层复合膜的制备及其渗透汽化分离水中丁醇

制备了超支化聚硅氧烷,并以超支化聚硅氧烷膜(HPSi O-c-PDMS)为中间层、聚硅氧烷(VTES-c-PDMS)为表层选择层,制备了具有多层结构的复合膜,并对其进行静态接触角和SEM表征,系统研究了PDMS分子量、料液温度对渗透汽化性能的影响。结果表明,随着表层分离层PDMS分子量的增加,多层复合膜的通量降低,而分离因子上升;随着料液温度升高,多层复合膜的通量和分离因子上升明显。     

新型PDMS渗透蒸发膜处理含酚废水的研究

以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为原料,甲苯为溶剂,甲基三乙氧基硅烷为交联剂,二丁基二月桂酸锡为催化剂,制得PDMS渗透蒸发膜,以分离因子、渗透通量作为膜分离性能的主要评价指标,研究了交联剂用量及操作条件对膜性能的影响.结果表明,交联剂用量增加,膜对苯酚的选择性增加,渗透通量先上升后下降;料液温度升高,膜的选择性降低,而渗透通量增加;料液浓度增加,膜的选择系数和渗透通量均增加;料液流速加快,膜的渗透通量和选择系数均增加;下游侧压力升高,渗透通量减小,而选择系数增加.在料液温度为60℃、质量浓度为0.5 g·L~(-1)、体积流量为0.6L·min~(-1),下游侧压力为6kPa时,膜的渗透通量为98mg·m~(-2)·h~(-1),膜对苯酚的选择系数为5.12.     

聚环糊精填充PDMS渗透蒸发膜分离苯酚水溶液

以聚二甲基硅烷为预聚体,正硅酸乙酯为交联剂,二丁基二月桂酸锡为催化剂,三氯甲烷或正庚烷为溶剂,通过相转化法制备得到了空白聚二甲基硅氧烷（PDMS）膜和聚环糊精（CDP）填充PDMS（CDP-f-PDMS）膜.考察了空白PDMS膜和CDP-f-PDMS膜对苯酚水溶液的渗透蒸发分离性能,证明填充膜优于空白膜.还分别考察了溶剂类型、填充剂用量等制膜因素和操作温度、原料液流量、原料液浓度等操作因素对PDMS膜的渗透蒸发分离性能的影响.当温度为60℃,CDP填充量为1%（质量）时,CDP-f-PDMS膜的渗透通量和分离因子分别可达32.0 g•m-²•h^-1和7.2.     

沸石填充硅橡胶渗透汽化膜的制备及其优先透醇性能研究

由ZSM-5沸石和聚二甲基硅氧烷(PDMS)制备超薄沸石填充PDMS复合膜,考察沸石填充量、沸石结构中硅铝比和操作温度对沸石填充硅橡胶膜渗透汽化性能的影响。结果表明,超薄复合膜的制备可以改善渗透通量小的缺陷。沸石填充量30%时分离因子最大;具有相同填充量的PDMS膜,硅铝比较大的填充膜,其分离因子和渗透通量均较高;随着操作温度的升高,复合膜分离因子先升高后降低,在50℃达到最大值,其渗透通量呈升高趋势。     

聚偏氟乙烯复合膜的抗污染改性探究

为改善制约膜技术发展的因素之一的膜污染问题,对一种聚偏氟乙烯(PVDF)复合膜进行了抗污染改性研究,通过对改性膜的微观结构、机械强度、水接触角、水通量等进行分析,探讨了铸膜液溶剂、致孔剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)及氧化石墨烯(GO)对共混膜的性能影响。结果表明,添加质量分数1.5%的PVP及质量分数0.15%的GO的PVDF复合膜的水接触角从68.8°减小为54.5°,水通量高达10.55 m3/(m2·h·MPa),而且改性膜对污染物的截留率和通量恢复率都获得了提升,其抗污染能力增强。     

响应面优化法在PDMS/PVDF膜制膜条件优化中的应用

用响应面优化法优化了乙烯基封端PDMS/PVDF渗透汽化透醇膜的制膜条件,研究了硅橡胶浓度、B/A质量比、交联温度和交联时间对膜性能的影响,拟合了分离因子、渗透通量与四因素之间的回归方程,并用方差分析法考察了四因素的主效应、二次效应以及相互作用效应对复合膜的分离因子与渗透通量的影响。研究发现,硅橡胶浓度对膜的分离因子与渗透通量的影响最为显著,交联时间对分离因子几乎没有影响。通过对回归方程的优化分析得知,在料液乙醇浓度为10%(wt),操作温度40℃条件下,当硅橡胶浓度为93%(wt),B/A质量比为0.08,交联温度为100℃,交联时间为13.83 h时,膜的综合分离性能达到最佳,此时分离因子与渗透通量预测值分别为9.47、77.57 g(m2 h)1,渗透侧乙醇浓度达到51.3%(wt)。回归方程的验证实验结果表明,回归方程的估计值与实验值较为吻合,可用于乙烯基封端的PDMS/PVDF复合膜的渗透汽化性能的预测与优化。     

支撑层结构对PTFE-PDMS复合膜渗透汽化性能的影响

以不同结构的聚四氟乙烯(PTFE)平板膜为支撑层、聚二甲基硅氧烷(PDMS)为活性层,通过表面涂覆方法制备PTFE-PDMS复合膜,并用于渗透汽化过程,以实现乙醇-水混合溶液的分离;研究了支撑层结构及制膜参数对其分离性能的影响。结果表明,支撑层结构对复合膜分离因子几乎无影响,对孔径大孔隙率高的支撑层,制膜时,PDMS聚合物向支撑层中渗入过多会使复合膜的渗透通量降低。PDMS聚合物向支撑层渗透形成的过渡层是复合膜传质阻力的重要部分,且过渡层厚,复合膜的耐溶胀性好。综合考虑渗透通量及分离因子,复合膜优化制备条件是交联剂正硅酸乙酯的质量分数4%,交联温度80℃,交联时间为5 h。     

膜蒸馏用PVDF抗复合污染膜的制备与测试

为提高膜的抗污染能力,对聚偏氟乙烯（PVDF）平板膜进行表面涂覆改性,得到超疏水PVDF平板膜,再将超疏水PVDF平板膜进行表面亲水化改性,制备出超疏水/亲水复合PVDF膜。当PVDF的质量浓度为2%、聚乙二醇（PG）的质量浓度为39%、涂敷液温度为50℃、蒸发时间为10 s、凝固浴温度为60℃时,超疏水PVDF平板膜接触角达到154.8°。表面亲水改性制得的PVDF超疏水/亲水复合膜的接触角为41°。然后研究了超疏水PVDF平板膜和PVDF超疏水/亲水复合膜的抗膜污染性能。结果显示,超疏水PVDF平板膜具有优良的抗无机污染性能和一定的抗有机污染性能;PVDF超疏水/亲水复合膜不仅具有优良的抗无机污染性能,而且其抗复合污染性能尤其是抗有机污染性能得到明显提升,为进一步构建高性能膜蒸馏抗污染膜提出了一个可行的技术方向。