聚砜管式超滤膜的制备及其结构性能研究

采用浸没相沉淀法制备聚砜(PSF)管式超滤膜。以纯水通量、卵清蛋白截留率、扫描电镜表征膜的结构和性能,考察了PSF含量、凝固浴温度和组成、添加剂种类和含量对PSF管式膜成膜性能及结构的影响。结果表明,凝固浴温度升高、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)含量增加、PEG-400含量增加,都可以使膜的水通量增加、截留率降低;而凝固浴中添加溶剂二甲基乙酰胺(DMAc)、铸膜液中PSF含量的增加,都可以使膜的通量减小,截留率升高。     

电场强化制备荷电聚砜超滤膜及其性能

采用高压电场强化技术,结合相转化法制备荷电超滤膜。添加剂、溶剂与膜材料分别为聚乙烯吡咯烷酮(PVP K30)、N–甲基–2–吡咯烷酮(NMP)与聚砜(PSF),主要对膜分离性能受到高分子聚合物质量分数、凝固浴温度、电场强度等因素的影响进行了研究与分析。结果表明,高压电场强化不会改变膜的微观结构,但会影响膜的分离性能。实验得到最佳制膜条件:PSF质量分数为20%,PVP K30含量为6%,凝固浴温度为30℃,高压电场强化时间为40 s,电场强度为3 kV,此时,膜的分离性能达到最佳,膜的水通量为166 L/(m²·h),截留率为93.3%。     

聚砜中空纤维超滤膜制备及性能

以聚砜(PSU)为成膜聚合物,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为成孔添加剂,二甲基乙酰胺为溶剂,采用干–湿法纺丝工艺和浸没沉淀相转化法制备了PSU中空纤维膜,研究了添加剂含量、凝固浴温度、干纺程对中空纤维膜结构与性能的影响。结果表明,随着添加剂PVP含量的增大,在PSU中空纤维膜表皮层形成贯通膜孔,皮层变薄,孔径变大,指状孔发达,水通量提高,截留率下降;凝固浴温度升高对膜水通量起到一定的抑制作用,凝固浴温度为30℃时,制得的膜具有较高的水通量和卵清蛋白截留率,以及较高的孔隙率;干纺程的大小对膜性能有重要影响,当干纺程为11 cm时,膜纯水通量为200 L/(m~2·h),截留率为90%,综合性能较好。     

高通量反渗透膜基膜的制取研究

以聚砜(PSF)为溶质,N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂,聚乙二醇(PEG)为添加剂制备铸膜液。一定温度下,通过调节PSF含量、PEG的相对分子质量和添加量,研究不同的铸膜液组成对基膜水通量、截留率、水接触角、耐压密性和膜截面结构的影响。结果表明,基膜的水通量随PSF含量的增加而降低,截留率升高但幅度较小,耐压密性增强。同一相对分子质量的PEG随着PEG含量的增加,通量先增加后减小,截留率变化不大,耐压密性先减小后增大但最终耐压密性低于初始耐压密性。同一含量的PEG随着其相对分子质量的增加,通量呈先增加后减小趋势,截留率变化不大,耐压密性呈减小趋势。综合考虑,选择PSF、NMP的质量分数分别为21%、71%,质量分数8%的PEG-2000作添加剂改性PSF基膜为好。     

聚砜/改性碳纳米管复合膜的制备及亲水性能

利用浸没沉淀相转化法,以聚砜(PSF)为膜材料,羧基化碳纳米管(MWCNTs-COOH)为添加剂,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为致孔剂,N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,制备了聚砜/多壁碳纳米管复合膜,系统研究了制备复合膜时碳纳米管的添加量、预挥发时间以及凝固浴组成对其结构和性能的影响。实验结果表明,添加MWCNTs-COOH后,复合膜的亲水性能和抗污性能显著提高,同时复合膜的力学性能也明显增强。复合膜的 SEM 照片显示,随预挥发时间的延长和凝固浴中DMAc 质量分数的增加,复合膜断面由指状孔结构向海绵状孔结构过渡;复合膜的水通量下降,截留率上升。     

高溶剂含量第1凝固浴停留时间对PVDF膜结构和性能的影响

以聚偏氟乙烯(PVDF)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、二甲基乙酰胺(DMAc)为铸膜液体系,采用高含量溶剂DMAc水溶液作为第1凝固浴,水为第2凝固浴组成的双凝固浴制备PVDF中空纤维膜.通过扫描电镜(SEM)形貌观察,纯水水通量和BSA截留率测试,探讨了第1凝固浴停留时间对PVDF-PVP中空纤维膜性能与结构的影响.结果表明,随着膜丝在高溶剂含量第1凝固浴中停留时间从0变化至10s,膜丝纯水通量在2s时下降,之后持续增加,而BSA截留率不断降低.SEM显示随停留时间延长,膜表面孔隙率增加,亚层指状孔增多,大孔孔径增大,亚层海绵结构变得疏松.在停留时间为10s时,膜水通量达315 L·m-2.h-1,BSA截留率86％,可做为制备高通量PVDF超滤膜的最佳成形条件.     

凝固浴体系对PVDF超滤膜性能与结构的影响

利用非溶剂相转化法(NIPS),以聚偏氟乙烯(PVDF)、聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)为铸膜液,水、二甲基乙酰胺(DMAC)、PVP体系为凝固浴,制备外压中空纤维超滤膜。研究了凝固浴中DMAC和PVP含量以及凝固浴温度对膜性能和结构的影响。结果表明,凝固浴中DMAC含量的增加可以提高超滤膜的通量、断裂伸长率和表面的孔径,降低膜丝拉力;PVP含量对膜通量、拉力与断裂伸长率有非线性影响,当着PVP的质量分数大于12%时,支撑层孔径明显增加;凝固浴温度升高可以增加膜的通量,而对孔隙率、拉力和断裂伸长率则影响不大。当凝固浴中DMAC和PVP的质量分数分别为35%和12%、凝固浴温度为70℃时,可以得到性能较好得超滤膜。     

聚砜平板超滤膜的制备及性能优化

采用相转化法制备聚砜(PSF)平板超滤膜,通过正交试验确定了较佳制膜条件和各影响因素对膜性能的影响程度(PSF含量>溶剂种类>PVP含量>蒸发时间).在综合考虑经济性和膜性能优化的前提下,由单因素试验探讨了PSF含量、添加剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)含量及第2种溶剂N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜的添加量对膜性能的影响.结果表明,最优化制膜条件为:PSF和PVP的质量分数分别为13.5%和3%,溶剂为二甲基亚砜和二甲基甲酰胺混合物且体积比为1:5,蒸发时间为10 s.在此条件下,膜将保持原有高截留率并使纯水通量得到较大提高.     

添加剂对PSF/ER合金膜结构和性能的影响

介绍了大分子添加荆聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和小分子添加荆H2O时聚砜(PSF)／环氧树脂(ER)合金膜结构和渗透、分离及成膜性能的影响。结果表明，添加荆使PSF／ER合金膜的水通量上升，截留率下降；PVP改善了PSF／ER合金膜的成膜性能，当水质量分数大于0．8％时，PSF／ER合金膜的成膜性能下降。     

凝胶相转化温度和空气预蒸发时间对PVDF超滤膜性能及结构的影响

利用非溶剂相转化法(NIPS),以聚偏氟乙烯(PVDF)/聚乙烯吡咯烷酮(PVP)/N,N-二甲基乙酰胺( DMAC)为铸膜液体系,水为凝固浴制备了大通量超滤膜.考察了铸膜液温度、凝胶浴温度、空气预蒸发时间等条件对超滤膜性能与结构的影响.研究结果显示,随着铸膜液和凝胶浴温度的提高,膜纯水通量增大,强度增强,截留率降低,膜的第一泡点压力减小,膜的孔隙率随铸膜液温度升高而增大,随凝胶浴温度升高先增大后减小,膜断面指状孔发育较为通透,海绵层致密.延长铸膜液在空气预蒸发时间,膜的第一泡点压力和孔隙率降低,超滤膜截留率提高,通量和强度变化不大.     

正交实验法优化氯甲基化聚砜／聚砜共混膜的季铵化条件

将氯甲基化聚砜(CMPSF)/聚砜(PSF)共混膜浸于三甲胺溶液中制得季铵化聚砜(QMPSF)/聚砜(PSF)膜.采用正交实验考察了季铵化反应条件如季铵化温度、季铵化时间、三甲胺浓度等对QMPSF/PSF膜性能的影响,优化了季铵化条件,制得了性能较佳的季铵化QMPSF/PSF膜.研究结果表明,在0.2MPa压力下.制备的季铵化QMPSF/PSF膜的水通量为31.35 L/(m2·h),对相对分子质量为31 000～50 000的聚乙烯醇溶液的截留率为89.6%.     

CA／PAN-Al2O3有机-无机复合超滤膜的制备

以醋酸纤维素(CA)及聚丙烯腈(PAN)为膜材料,以纳米三氧化二铝(Al2O3)为添加剂,通过浸入-沉淀相转化法制备了有机-无机超滤膜,从凝固浴温度及组成两个方面考察成膜规律.试验结果表明,凝固浴温度及组成对膜性能有较大影响,综合膜水通量及截留率多方面进行考虑,凝固浴温度50℃较为适宜;凝固浴中加入表面活性剂,膜的水通量及截留率均得到改善.     

PSF/PES共混基膜的制备与优化

以聚砜(PSF)、聚醚砜(PES)为膜材料,水为凝胶剂,采用L-S相转化法制备了共混超滤基膜.将均匀设计用于膜制备过程中,用SPSS软件处理实验结果,得到回归方程.描述了PSF/PES含量、PES在共混物中含量、聚乙烯吡咯烷酮含量、丙酮含量对膜透水性能的影响.在优化条件下,膜在0.1 MPa下水通量为290.6 L·m-2·h-1,对500 mg/L的聚乙烯醇(PVA) 88000的截留率高达99.5%.并测得PVA系列对该膜的污染指数FI及膜的化学稳定性,为复合膜提供了理想的支撑膜.     

聚砜-纤维素复合超滤膜材料的制备与表征

以聚砜为原材料,通过向铸膜液中混入纤维素微纳晶体,采用浸没沉淀相转化工艺制备了纤维素填充聚砜基复合超滤膜材料。通过正交试验分析了各因素对产品性能的影响并得出了制备复合超滤膜的最优条件:当聚砜质量分数为18%,添加剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP K30)为0.3%,纤维素微纳晶体加入量为聚砜质量的15%,空气中溶剂蒸发时间为10s,然后在凝胶浴水中凝胶成形。并测定复合超滤膜的水通量、截留率、平均孔径、孔隙率、强度等一系列性能,膜的水通量为152.72L/(m²·h),截留率为93.98%,孔隙率为63.22%,平均孔径为46.03nm,膜具有良好的综合性能。     

PVPK30和Tween80对中空纤维超滤膜结构和性能的影响

通过考察添加剂-聚乙烯吡咯烷酮（PVPK30）和Tween80对杂萘联苯聚醚砜酮（PPESK）中空纤维超滤膜结构和分离性能的影响，发现：随高分子添加剂聚乙烯吡咯烷酮K30浓度的升高，膜水通量减小，截留率基本无变化，膜结构逐渐由指状结构转变成海绵状结构。有机大分子添加剂Tween80可以提高膜的水通量，但膜结构不随添加剂浓度而改变，均为指状结构。当Tween80浓度小于5wt％时，随Tween80浓度的增加，膜水通量升高，截留率下降。比较不同凝胶浴温度下的膜分离性能可以看到，凝胶浴温度提高可以显著提升膜的纯水通量。     

PEO改性PVDF/SMA膜结构和性能

将聚氧化乙烯(PEO)添加到聚偏氟乙烯/苯乙烯马来酸酐树脂(PVDF/SMA)膜体系中,通过非溶剂致相分离法(NIPS)制备了添加不同PEO含量的PVDF/SMA共混膜。其中PEO质量分数为2%的共混超滤膜性能最好,水通量为531.1L/(m²·h),牛血清蛋白(BSA)截留率为65.8%,水接触角为63.6°,膜剥离强度为0.2756kN/m。接着以PVDF/SMA膜为主要研究对象测试了凝固浴温度对共混超滤膜的纯水通量以及BSA截留率的影响,该实验的结果表明凝固浴温度的改变对膜性能没有产生明显的影响。因此,选择在常温凝固浴温度下测试不同凝固浴成分对共混膜性能的影响。探究了膜在凝固浴成分分别为N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)(质量分数为3%、6%、9%)、氯化钠(NaCl)(0.05mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L)和乙醇(质量分数为3%、6%、9%)时的膜性能变化,以及对各个组分得到的膜样本进行扫描电子显微镜(SEM)表征。结果表明,随着DMAc含量增加,膜表面的孔在减少,且膜皮层的厚度增加,使得膜的水通量减少而BSA截留率提高。而随着NaCl浓度...     

高性能工业用聚砜平板复合膜的制备

考察了浸没沉淀相转化法制备高性能工业用聚砜(PSF)平板复合膜的影响因素,确定N-甲基吡咯烷酮(NMP)/水为溶剂/非溶剂体系,铸膜液中聚砜的质量分数为12%~16%,基膜1作为复合膜的支撑层基膜,利用聚乙烯吡咯烷酮K30(PVPK30)和氯化锂(Li Cl)组成的复合添加剂及PSF/PVP/Li Cl/NMP质量比为15/5/3/77组成的铸膜液制备的聚砜平板复合膜,用于石化废水处理,COD和浊度去除率分别为79.5%和96.8%,水通量为167.2 L/m2·h,废水处理效果明显,膜通量衰减慢,抗污染能力强。     

磺化聚醚砜(SPES)/聚砜(PSF)共混超滤膜的研制

以磺化聚醚砜(SPES)和聚砜(PSF)为膜材料,用共混法制备了SPES/PSF超滤膜。采用均匀实验设计法,研究了SPES/PSF共混超滤膜的制膜工艺,并通过回归分析得到了水通量的模型方程。根据模型方程,作者进行了单因素影响模拟计算,考察共混比、聚合物总浓度、添加剂浓度等对水通量的影响。结果表明:根据最优配方所制备的SPES/PSF膜的水通量为93.1 L/(m2.h),对聚乙烯醇的截留率达93.37%。     

PSF/PES共混膜的制备与优化

实验以聚砜(PSF)、聚醚砜(PES)为膜材料,N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂,水为凝胶剂,采用L-S相转化法制备了复合膜用共混基膜.按照均匀设计方法优化制膜条件,用SPSS软件处理实验结果得到模型方程,方程反映了各种因素及其交互作用对膜透水性能的影响规律,模型计算值与实验值吻合良好.对于给定的PES含量,随着共混物中PSF /PES 总量的增大,优化计算得到的PVP含量和丙酮含量增大,但相应的膜水通量减小.在上述理论指导下,实验制备基膜的纯水通量为290.6 L·m-2·h-1,对牛白蛋白的截留率达到88.2%.     

沉淀相转化法磁性聚砜超滤膜的性能研究

以聚砜为基材、聚乙烯吡咯烷酮为致孔剂、二甲基乙酰胺为溶剂,四氧化三铁为填料,采用浸没沉淀相转化法分别在水平磁场和无磁场的条件下制备聚砜-Fe_3O_4超滤膜,并采用死端超滤装置测试了的膜的渗透性,截留率,耐污染性等性能。实验结果表明:超滤膜通量、截留率随Fe_3O_4含量增加而增加;Fe_3O_4含量高于40%(质量分数)时,未磁化膜性能有明显的提高,Fe_3O_4含量高于60%(质量分数)时,磁化膜性能有明显的提高;相同Fe_3O_4含量下,Fe_3O_4高于60%(质量分数)时,磁化膜通量更大,截留率略低,绝对耐污染性更强,相对耐污染性更弱。