双极膜制备及改性研究进展

双极膜作为一种新型复合离子交换膜,以其独特的优点,为化工、环境科学和能源利用等领域中存在已久的诸多技术难题提供了新的思路和解决办法。目前,国内外关于双极膜的研究主要集中于通过对膜材料和中间层的改性以促进双极膜的水解离,提高双极膜离子交换能力和降低能耗等方面。本文介绍了热压成型法、黏合成型法、流延成型法,含浸法等双极膜制备方法的原理、特点、应用实例和新进展,并对比分析了各种方法的优势和存在的不足。同时,从膜材料改性和中间层改性两个方面对近年来双极膜的改性研究进行了重点讨论。最后指出,国内多数双极膜的制备仍处于实验研究阶段,将接枝、共混、离子辐射等膜材料改性方法应用于双极膜的制备中,同时寻找亲水性好、耐高温性能好的基膜材料将是双极膜制备领域的重要方向。     

双极膜及其研究进展

介绍了双极膜水解离电渗析技术的原理,双极膜的制造、应用以及国内外对双极膜的研究及发展动向。     

双极膜电渗析技术的研究进展

在电场作用下,双极膜内的水能快速解离产生H~+和OH~-,这一电化学特性使双极膜电渗析(BMED)逐渐发展为一种新型膜分离技术。首先介绍了BMED的基本工作原理,综述了其发展历程,接着介绍了近年来其在酸碱生产、污染控制、与其他化工技术耦合作用等方面的研究进展,最后提出目前应用中存在的问题,并对BMED的未来发展进行了展望。     

双极膜电渗析技术的研究进展

双极膜电渗析技术(BMED)是利用直流电场作用下双极膜界面层内发生水解离生成H+和OH-这一电化学特性,通过将双极膜与阴、阳离子交换膜适当组合,可实现不同的特种分离功能。与传统工艺相比,BMED具有高效节能、环境友好、操作便捷等突出技术优势。本文介绍了3种不同的BMED工作模型以及BMED在有机酸生产、水除盐、蛋白分离、超纯水制备等领域的最新研究进展,对BMED技术的进一步研究与发展进行了展望。     

PVC膜改性研究进展

综述了近年来PVC膜改性的技术进展,对PVC膜进行物理和化学改性,可以改变它的表面性质、阻止增塑剂向表面迁移并赋予PVC膜生物相容性等。改性后的PVC膜,不仅能应用于传统领域。还能应用于一些新的领域。     

聚乙烯醇膜改性研究进展

为解决聚乙烯醇(PVA)直接成膜后易在水中发生溶胀甚至溶解的问题,叙述了通过溶液共混、化学交联等对PVA膜的力学性能、抗水性能进行改性,引入纳米粒子、对底膜进行亲水性预处理以提高复合膜的水通量,以及利用PVA分子链上的羟基进行交联反应以提高复合膜的截留性能的方法。认为选用阴离子表面活性剂可在水中发生解离形成阴离子基团,有效增大基膜表面的亲水性,有助于PVA均匀牢固地附着在基膜上。通过降低功能层的厚度进而减少水通过的阻力,以获得更大的水通量;利用超支化聚酯高度支化的三维结构,与PVA铸膜液共混以提高PVA复合膜分离性能,是非常有潜力的发展方向。     

两性离子改性高分子膜研究进展

两性离子因其独特的结构,能在水溶液中吸附水分子形成水合层而有效地抑制蛋白质的吸附,从而在高分子膜材料改性中得到了广泛的应用。将两性离子共混、接枝到膜表面以及化学改性膜材料,均能得到亲水性强,抗污染性和血液相容性好的高分子膜。     

纳滤膜的改性研究进展

近年来,纳滤(NF)膜以其独特的离子选择性和较低的工作压力越来越广泛地应用于水处理领域中,但膜通量和截留率低、抗污染性能差等问题严重制约了纳滤膜的发展与应用。膜改性可以改变纳滤膜的亲水性、表面电荷和光滑程度,提高膜性能,是当今研究重点。本文对近几年来国内外纳滤膜改性进行了综述,将纳滤膜的改性效果归纳为提升渗透性能、分离性能和抗污染性能,并分析了涂覆法、接枝法和共混法三种改性方法的优点和局限性,最后对未来的改性研究趋势进行了展望。     

改性聚乙烯醇膜的研究进展

聚乙烯醇（PVA）因其良好的化学稳定性、耐酸碱、耐有机溶剂性以及优异的成膜性和生物安全性,成为应用最广泛的亲水性膜材料之一。但亲水性PVA膜力学性能弱和耐水性能差等缺点严重限制其实际应用。近些年,人们通过共混、纳米复合、热处理、化学交联以及协同改性等方法对PVA膜进行了大量的改性研究工作并取得了众多成果。本文总结了不同PVA膜改性方法的特点及存在的问题,重点阐述了性能优异的填料在纳米复合改进PVA膜力学性能上的研究现状,简述了共混、热处理、化学交联对改性PVA膜的作用,强调了协同改性对提高PVA膜综合性能的重要意义,为设计和制备高性能的PVA膜提供一定的参考。指出改性后的PVA膜在水处理和食品包装领域具有良好的应用前景。     

改性海藻酸钠／壳聚糖双极膜成对电解制备乙醛酸

以镍网电极-改性海藻酸钠/壳聚糖双极膜(Ni-mSA/mCS BM)作为阴阳两室间的隔膜,利用双极膜的中间界面层水解离特性成对电解制备乙醛酸.水解离特性分析结果表明,双极膜中水解离后生成的H 透过mSA阳离子膜进入阴极室中,可及时补充草酸电还原生成乙醛酸过程中的H 消耗;OH(透过mCS阴离子膜进入阳极室中,与乙二醛电氧化生成乙醛酸过程中产生的H 结合生成H2O,可促进正向反应的速度.以饱和草酸和盐酸的混合液作阴极液,以10%乙二醛和10%KBr的混合液作阳极液,镍网为阴极,二氧化铅为阳极,在电流密度为20 mA·cm-2常温下电解,阴极电流效率达82.9%,阳极电流效率达75.7%,电解电压低于2.7 V.     

纳米二氧化钛-氧化锌改性双极膜制备与表征

在壳聚糖(CS)阴离子交换膜层中添加纳米二氧化钛-氧化锌复合半导体材料,制备了PVA-SA/TiO2-ZnO-CS双极膜(其中:PVA为聚乙烯醇;SA为海藻酸钠),并用热重分析等对其进行了表征。研究结果表明,纳米二氧化钛-氧化锌复合半导体材料较纳米氧化锌或纳米二氧化钛单一半导体材料具有更强的光催化双极膜中间界面层水解离能力,能大大降低双极膜的膜阻抗和膜电阻压降(IR降)。当电流密度为60 mA/cm2时,在高压汞灯照射下,PVA-SA/TiO2-ZnO-CS双极膜的槽电压较没有高压汞灯照射时下降了1.0 V;而PVA-SA/TiO2-CS双极膜和PVA-SA/ZnO-CS双极膜仅分别下降了0.7 V和0.6 V。此外,添加纳米二氧化钛-氧化锌复合半导体材料可提高双极膜的亲水性、热稳定性和机械性能。     

双极膜电渗析理论与应用的研究进展

从理论和应用研究两方面较为全面地综述了双极膜电渗析技术在近些年的发展,阐述了双极膜中水解离、水迁移、离子迁移以及双极膜电渗析过程等理论研究新进展,介绍了它在有机酸的回收制备、环境保护和食品医药工业及其他领域中的新应用,并展望了其在工业生产和日常生活中的应用前景。     

双极膜在环境保护方面的应用研究进展

双极膜作为一种新型的环境材料,近年来其在环境保护方面的应用研究硕果累累。随着对双极膜工作过程机理的深入研究,从膜结构、膜材料和制备过程上进行改进,使制得的双极膜在性能上有较大提高,膜的应用在污水治理和清洁生产方面有了新的技术突破。     

双极膜电渗析的理论研究进展与应用

从理论和应用研究两方面较为全面地综述了双极膜电渗析技术在近些年的发展,阐述了双极膜中水解离、水迁移、离子迁移以及双极膜电渗析过程等理论研究。介绍了它在饮用水及纯水的制备、食品工业和化学工业及其他领域中的应用。双极膜电渗析技术在优化传统工艺过程和新的工业过程中发挥独到的作用,它的出现改变了传统工艺分离和制备过程,为解决环境化工,生物,海洋化工等领域中的技术难题注入新的生机和活力。同时为解决人类面临的环境,资源,能源的问题提供了有效手段。     

氧化石墨烯改性聚酰胺膜研究进展

聚酰胺膜广泛应用于海水淡化、苦咸水脱盐及废水处理等领域,复杂、多类型的应用场景对膜性能提出了更高要求。氧化石墨烯（GO）以优异的机械、化学稳定性及亲水性等优点引起了学者的广泛关注。利用GO改性聚酰胺膜,可以改善膜的水通量、抗污染及耐氯性等性能。综述了聚酰胺膜在酸性和含氯溶液中的降解过程,介绍了GO结构特征,重点关注了利用GO在聚酰胺膜支撑层中、支撑层与功能层间、功能层中及功能层表面进行改性以提高膜性能的研究进展,对GO改性聚酰胺膜中金属离子及水传质过程进行了简要介绍。最后,提出未来可以从完善GO改性聚酰胺膜抗污机理、提高GO在膜基质中的稳定性、提高GO在溶液中的分散性及增强GO改性聚酰胺膜耐酸性等方面作进一步研究。     

改性离子交换膜抗污染性能研究进展

介绍了离子交换膜污染的原因和分类,根据对离子交换膜的不同要求,从3个方面详细阐述了提高离子交换膜抗污染性能的改性方向,指出探寻新的改性方法、开发新型亲水性膜材料是将来提高膜抗污染性能的主要途径。     

纳米石墨碳改性双极膜在回收废酸中的应用

采用纳米石墨碳(CNPs)改性羧甲基纤维素钠(CMC)-聚乙烯醇(PVA)/壳聚糖(CS)-聚乙烯醇双极膜(BPM)作为隔膜,回收酸洗废水中的酸。结果表明,CNPs-NH2和CNPs-COOH同时改性CMC-PVA/CS-PVA双极膜的膜阻抗和槽电压小,电流密度为60 m A/cm2时,其槽电压可低至4.5 V。将其用于酸洗废水中酸的回收,其能量消耗明显降低。最佳的回收条件是:右室中Na2SO4浓度为0.2 mol/L,中间室HCl起始浓度为0.15 mol/L。     

纳米石墨粉改性CMC-PVA/CS-PVA双极膜制备与表征

用不同功能化的纳米石墨粉改性CMC-PVA/CS-PVA双极膜。研究表明,改性可促进膜中间界面层水的解离,提高水解离效率,降低槽电压与膜阻抗。其促进水解离能力大小顺序为:CNPs-SO3HCNPs-COOH未功能化的CNPs。此外,纳米石墨粉的添加量对膜的综合性能有影响,最佳添加量为膜层材料质量的0.9%。     

阳离子交换膜改性的研究进展

总结介绍了目前国内外对于阳离子交换膜改性方面的研究进展。详细介绍了掺混改性、表面改性的原理、特点及其改性实例,多项研究表明,采用添加剂、等离子体表面涂层、有机物表面涂层、射线辐射等技术手段可改善阳离子交换膜的某些特定性能,应用前景广阔。