聚醚砜微孔膜的疏水改性及其在膜蒸馏中的应用

以全氟正己烷为等离子体源对聚醚砜微孔膜进行表面疏水改性,X光电子能谱(XPS)分析结果证实了全氟正己烷在膜表面的存在,膜表面氟含量最高达到49%.改性后的膜疏水性显著提高,水接触角从92°提高到123°.扫描电镜结果显示改性膜的表面被一薄层覆盖,但膜的本体结构无明显变化.将改性后的膜用于真空膜蒸馏淡化模拟海水的试验中,结果表明在雷诺数较小的情况下,改性膜的脱盐率达99.99%,通量达4530ml/(m2·h).     

氟化聚醚砜疏水膜的制备及其膜蒸馏应用

以全氟辛基乙基甲基丙烯酸酯(FMA-C_8)为接枝单体,采用溶液均相共辐照方式(~(60)Co γ射线)对聚醚砜(PES)材料进行疏水改性,制备得到氟化的PES(PES-g-PFMA-C_8),进而将其喷涂在自制多孔PES膜表面制备得到疏水化的PES膜.借助红外光谱、光电子能谱、接触角仪等对PES-g-PFMA-C_8及其改性膜进行表征,探究喷涂疏水改性对PES膜性能的影响.结果表明,疏水改性PES膜(H-PES)的疏水性较PES膜显著提高,接触角由73.1°增大到109.3°,液体进入压力由295 kPa提高到410 kPa, 70℃下对质量分数3.5%NaCl盐溶液进行真空膜蒸馏时,80 h长时间运行过程中通量保持在50kg/(m~2·h)左右,脱盐率高达99.98%;且该膜应用于海水淡化反渗透浓水处理过程中,产水水质稳定,能将海水淡化的总体水回收率由45%提高到83.7%,在膜蒸馏脱盐方面具有较好的应用潜力.     

磺化聚砜在聚醚砜膜亲水改性中的制备与表征

以聚醚砜(PES)和磺化聚砜(SPSf)为膜材料,N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,聚乙二醇(PEG)为制孔剂,采用干湿法制备中空纤维超滤膜,研究了不同磺化度的SPSf及SPSf浓度对中空纤维共混膜的影响,通过傅里叶变换红外光谱仪、扫描电镜和孔径测试,分别研究了SPSf的化学结构、膜的形态和孔径分布。通过超滤膜性能的测试,探讨了共混膜性能的影响。结果表明,在磺化度10%,磺化聚砜质量分数4%时,超滤膜的水通量为450 L/(m2·h),对聚乙二醇-20000(PEG-20000)的截留率为95%;共混膜随温度的升高,共混膜的水通量降低,截留率几乎稳定不变;对牛血清蛋白(BSA)的通量衰减率为10.9%,通量恢复率为21%。     

CF_4等离子体改性超疏水膜蒸馏膜材料

膜蒸馏膜的疏水性是控制出水品质和过程运行稳定性的关键之一.本文系统总结了本课题组采用CF4等离子体对亲水、疏水膜材料进行疏水改性用于膜蒸馏的研究进展,描述了CF4等离子体的改性机理及疏水改性膜的直接接触式膜蒸馏过程的性能等.对超疏水改性对膜性能影响的机理进行了探索,发现(超)疏水改性可提高膜蒸馏过程的有效蒸发面积,从而提高膜蒸馏过程的热效率和通量,为制备高性能新型蒸馏膜材料提供了新思路.     

基于聚砜的两亲性聚合物对聚醚砜膜的亲水化和抗污染性改性研究

在聚砜(PSf)主链上固定引发点氯甲基后,通过原子转移自由基(ATRP)的方法,将大分子水溶性单体甲基丙烯酸聚乙二醇酯(POEM)接枝聚醚砜上得到一种基于聚醚砜的两亲性聚合物聚醚砜接枝聚甲基丙烯酸聚乙二醇(PSf-g-POEM)。文中以合成的聚醚砜两亲性聚合物为添加剂待对聚醚砜(PES)膜进行共混改性。对改性后的聚醚砜共混膜进行了差示扫描量热分析(DSC)以评估两者的相容性能,测定其接触角和表面化学组成以评价改性前后亲水性变化。此外,论文还对膜的动态抗污染性以及各种过滤阻力也进行了定量测试。     

Sb-SnO2聚醚砜电催化有机膜的制备及其性能研究

以碳布为支撑体,采用相转化法制得掺锑二氧化锡(Sb-SnO_2)聚醚砜电催化有机膜。采用Sb-SnO_2聚醚砜电催化有机膜对直接红31染料进行降解,研究降解效果。采用X射线衍射对Sb-SnO_2聚醚砜电催化有机膜进行表征。考察了导电聚合物用量、催化剂用量、电解质用量以及电压、染料初始浓度等对Sb-SnO_2聚醚砜电催化有机膜降解直接红31染料的影响。研究表明,在导电聚合物聚苯胺用量为1.0g,催化剂Sb-SnO_2用量为2.0g,电解质氯化钠用量为8%(wt,质量分数),电压为2.6V,直接红31染料初始浓度为20mg/L条件下,Sb-SnO_2聚醚砜有机膜对直接红31染料降解效果较好,降解率达到96.74%。     

分子氨化改性聚醚砜膜的亲水性和抗污染性能

通过氨化聚醚砜(PES-NH_2)与纯聚醚砜(PES)共混的方法,经过非溶剂致相转化(NIPS)法得到了亲水抗污型聚合物膜。通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线电子能谱(XPS)对膜的结构和表面化学组成进行了分析。结果表明,以氨化聚醚砜(PES-NH_2)为共混改性剂时,共混膜的表面亲水性和抗污染性能均得到显著改善;当改性剂的含量为6%且压力为0.2 MPa时,膜材料的水通量可达到146.3 L/(m~2·h),其抗污染性能和截留率都相对较好。通过分子氨化改性能够显著改善聚醚砜膜的亲水性和抗污染能力。     

聚醚砜膜提纯乳糖的研究

以聚醚砜(PES)为膜材料,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为添加剂,N,N-二甲基乙酰胺为溶剂,采用相转化法制备了对PEG的截留分子量为20 000的聚醚砜超滤膜.通过对操作压力、料液的温度和浓度等条件的变化对蛋白质截留率、膜通量及乳糖透过率影响的分析,研究了不同的影响因素对乳糖超滤效果的影响规律.并确定了最佳工艺条件:压力在0.3 MPa左右较适宜,温度为50~60℃,料液浓度为100~150 g/L,处理时间为45~60 min.比较了不同清洗剂对PES膜超滤性能恢复的效果.结果显示,当超滤1 h通量减少一半时,用0.5%的NaOH清洗20 min后就可以恢复70%的膜通量.     

聚乙二醇丙烯酸酯表面改性聚醚砜酮微孔膜的结构和性能

为了提高聚醚砜酮(PPESK)微孔膜的亲水性和抗污性,采用紫外(UV)辐照引发聚乙二醇丙烯酸酯(PEGA)在膜上发生接枝和交联,在膜表面形成稳定的亲水层.利用场发射扫描电镜(SEM)研究了固定PEGA后PPESK膜表面形貌的变化.表面改性后PPESK膜的水接触角的降低表明PEGA的固定有利于提高其亲水性,蛋白质静态吸附实验显示膜的抗蛋白质污染能力增强,渗透实验表明膜表面较低数量的PEGA亲水链有利于提高PPESK微孔膜的水通量,膜的溶质截留率增大,截留分子量(MWCO)减小.     

膜蒸馏过程传递机理研究进展(1)直接接触式膜蒸馏

综述近10多年来国内外发表的有关文献,分析了膜蒸馏过程的特点,评述了直接接触式膜蒸馏过程传热传质机理的研究进展,包括模型的建立、温度极化、浓度极化、传热系数的确定、膜结构的影响、流体力学的影响;并分析了该过程传递机理的研究重点.     

高强度、亲水性聚醚砜中空纤维超滤膜的制备技术

膜生物反应器(MBR)是目前水处理领域中的热点之一,但是中空纤维膜的强度低、亲水性差的缺点限制了它的广泛应用。首先设计并制造了集束型喷丝头,然后以聚醚砜为膜材料,利用干/湿法纺制了截留分子量分别为10KD和20KD,水通量为15～100 L/(m2.h.0.1MPa),爆破压力为0.5～1.0MPa,拉伸强度可达10MPa以上的高强度聚醚砜中空纤维膜;再利用有机/无机共混改性,通过引入金属离子和可溶性聚合物的络合反应形成的络合物,制得了截留分子量分别为6KD、10KD、20KD、50KD、100KD、水通量达到25～400 L/(m2.h.0.1MPa)的一系列强度高、亲水性好的聚醚砜中空纤维超滤膜。     

Potable water recovery from As, U, and F contaminated ground waters by direct contact membrane distillation process

In this study, the feasibility of the direct contact membrane distillation (DCMD) process to recover arsenic, uranium and fluoride contaminated saline ground waters was investigated. Two types of membranes (polypropylene, PP; and polytetrafluoroethylene, PTFE) were tested to compare the permeate production rates and contaminant removal efficiencies. Several experiments were conducted to study the effect of salts, arsenic, fluoride and uranium concentrations (synthetic brackish water with salts: 1000-10,000 ppm; arsenic and uranium: 10-400 ppb; fluoride: 1-30 ppm) on the desalination efficiency. The effect of process variables such as feed flow rate, feed temperature and pore size was studied. The experimental results proved that the DCMD process is able to achieve over 99% rejection of the salts, arsenic, fluoride and uranium contaminants and produced a high quality permeate suitable for many beneficial uses. The ability to utilize the low grade heat sources makes the DCMD process a viable option to recover potable water from a variety of impaired ground waters.     

低温等离子体液相接枝处理电纺PET膜的制备与研究

采用氮气(N2)低温等离子体引发苯二甲酸乙二醇酯(PET)纳米纤维薄膜表面接枝,液相低温等离子体处理接枝丙烯酸单体,通过电镜照片、水接触角测试、FTIR测试及力学测试,讨论了液相接枝处理后,薄膜的形态及性能的变化。实验中接枝处理的工艺条件是,丙烯酸接枝溶液体积浓度10%,接枝温度60℃,接枝时间2h。液相低温等离子体接枝处理后,薄膜的表面亲水性得到了有效的提高。     

聚醚砜微孔膜对牛血清蛋白吸附性能的研究

主要研究了聚醚砜(PES)微孔膜对牛血清蛋白(BSA)的吸附性能.用BCA(bicinchoninincacid)法测定了膜孔中吸附的蛋白量.运用扫描电子显微镜和电子单纱强力仪分别对PES膜结构和力学性能进行表征.随着聚乙二醇20000(PEG20000)与聚乙二醇400(PEG400)比值的增大牛血清蛋白的吸附量先减小后增大,水通量先增大后减小,截留率始终维持在97.93%～99.39%之间,结果表明,PEG20000与PEG400比例为2时PES膜的亲水性最好,对BSA的吸附量最小.     

面向应用的膜蒸馏过程再探讨

讨论了膜蒸馏涉及的膜材料特性和应用中面临的问题.膜蒸馏过程实质属于传热控制过程,研究膜蒸馏过程的重点在于研究膜蒸馏过程中热量的传递与回收.吸收膜蒸馏传质过程无相变热损失,疏水膜兼具有传质与导热双重作用.采用曝气膜蒸馏工艺对反渗透浓水进行了连续高倍率浓缩,膜组件没有发生亲水化和膜污染问题,说明曝气膜蒸馏工艺在高盐度、易结垢的废水深度浓缩方面具有较好的应用潜力.水膜阻力本质是气体穿过多孔膜表面的气/液两相界面所需克服的界面张力,除了与膜材料本体特性、膜表面结构等因数有关外,还与气体传输方向有关.与传统中空纤维膜相比,设计的异形中空纤维多孔膜,断裂强力有很大的提高.将热泵技术与减压膜蒸馏过程耦合,热泵制热系数COP与蒸发器流速、冷凝器流速和膜蒸馏通量之间存在显著相关性.     

The surface tension of4He: Low-temperature behavior

The low-temperature surface tension of⁴He is calculated in the excitation approximation based upon a fundamental microscopic theory. The low-temperature behavior is shown to be due entirely to the effects of the coexistence curve. The role of the excitations in surface tension calculations is clarified, and it is found that only bulk excitations contribute to the surface tension and that the excitations can be ignored up to 2.2 K with an error of about 1%. Consequently, the introduction of surface excitations must be interpreted as an attempt to calculate the effects of the coexistence curve on the surface tension.