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。     

聚醚砜荷正电超滤膜的制备及对染料的分离研究

采用非溶剂相转化法制备了氯甲基聚醚砜/聚醚砜(CMPES/PES)共混膜,并在其表面进行季铵化改性,制得季铵化聚醚砜荷正电超滤膜。经过元素分析,季铵基团成功地接枝在膜的表面。实验对膜的亲水性能、抗污染性能及对染料的分离性能进行了研究。结果表明:季铵化改性膜的亲水性能和水通量显著提高,通量由原来的177L/m2·h增加到233L/m2·h;且改性膜的总污染指数(Rt)和水通量恢复率(FRR)均显著增大,这说明改性后的膜大大降低了不可逆污染。季铵化膜对碱性染料具有较好的分离效果,其中阿利新蓝(AB)的截留率大于90%。     

远程氩等离子体对聚偏氟乙烯超滤膜的表面改性

利用朗缪尔探针和发射光谱法诊断远程氩等离子体,确定了离子密度和活性粒子的分布规律,以预测最佳改性区域;采用远程氩等离子体改性聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜,设计正交实验探究远程氩等离子体处理改性效果的最优工艺组合,并通过水接触角表征超滤膜改性前后的亲水性能;利用扫描电镜和X射线光电子能谱表征膜表面的形貌和化学成分变化,并通过拉伸性能测试表征改性后PVDF超滤膜强度。最后,通过海藻酸钠(SA)过滤实验评价膜改性前后过滤性能及抗污染性能。实验结果表明,远程氩等离子体改性的最优条件为,射频功率90 W、处理时间90 s、压强20 Pa、距放电中心40 cm处;PVDF超滤膜表面通过远程氩等离子改性后,其表面通过引入含氧、含氮基团提高了其表面亲水性能,水接触角从95.63°降至62.19°,且改性后的PVDF超滤膜最大拉伸强度由403.11 gf/cm~2增至为439.37 gf/cm~2。通过SA过滤实验,改性后的PVDF超滤膜具有良好的过滤性能和抗污染性能,其水通量和SA通量分别从123.36 L/(m~2·h),49.08 L/(m~2·h)增至151.98 L/(m~2·h),68.10 L/(m~2·h),截留率从77.35%增至87.25%,总污染率从72.50%降至60.20%。     

银粒子修饰聚醚砜抗污染中空纤维膜的制备与性能研究

采用原位还原法制备的银粒子对聚醚砜中空纤维超滤膜进行修饰以提高膜的抗污染能力。以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为分散剂,乙二醇为还原剂,在聚醚砜溶液中将硝酸银还原成银粒子,同时采用相转化法制备中空纤维超滤膜。与未修饰的聚醚砜膜相比,经过银粒子修饰的聚醚砜中空纤维膜的抗污染能力和力学性能都得到明显提高,并且膜的初始水通量和截留率也高于未修饰的膜。当PVP含量为7.5%时,银粒子修饰的聚醚砜中空纤维膜的抗污染能力达到最强,膜的综合性能达到最佳:初始水通量为183L/(m2.h),截留率为94.5%,断裂强度为2.87MPa。在此条件下制备含银膜时,银的流失率仅为4.7%,每100g膜中银粒子的含量为4.55g。     

聚醚砜基膜热稳定性对复合纳滤膜性能的影响

研究聚醚砜超滤基膜的热稳定性对界面聚合法制备复合纳滤膜性能的影响.加入TiO_2纳米粒子可显著改善超滤膜的热稳定性,并随着基膜中TiO_2的增加,超滤基膜的热稳定性也随之增加.基膜TiO_2含量增至8%时,纳滤膜的水通量从27 L/(m~2·h)逐渐增加到38 L/(m~2·h),对NaCl的截留率从48%增加到58%,而对MgSO_4的截留率保持不变.研究表明,提高微滤基膜的热稳定性有助于提高复合纳滤膜的水通量和截留率.     

新型聚醚砜超滤膜的制备与表征

以聚醚砜(PES)为膜材料,N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,聚乙二醇(PEG)和二氧化钛(TiO2)为添加剂,采用相转化法制备聚醚砜超滤膜.研究了不同铸膜液配方所制备的超滤膜的性能.考察了添加剂的种类及含量对膜性能的影响.对所制备的聚醚砜超滤膜的孔径、孔隙率及耐污染性进行了表征,并通过SEM观察了膜表面与断面形态.用PEG-400和TiO2作混合添加剂所制得的聚醚砜超滤膜纯水通量可达148 L/(m2.h),对胃蛋白酶的截留率可达56%.     

基于NIPS法聚苯砜超滤膜海绵孔结构的微观调控

以聚苯砜(PPSU)为膜材料,N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂,采用NIPS法制备了高通量全海绵孔结构的PPSU超滤膜,对膜微观结构、纯水通量、亲水性、孔隙率及孔径进行了表征,考察了添加剂和凝胶浴组成对膜微观结构和性能的影响.结果表明,在双组分凝胶浴(70%NMP-30%H_2O,质量分数)下,PEG1000和PVP的加入使指状孔结构增多,膜通量从29.64 L/(m~2·h)上升到317.50 L/(m~2·h),同时可改善膜亲水性,接触角从76.30°降到65.82°.在三组分凝胶浴(质量分数70%NMP-乙醇-H_2O)下,乙醇的加入可促进海绵孔结构的形成,膜通量从139.43 L/(m~2·h)降到49.30 L/(m~2·h),乙醇质量分数为4%时,得到全海绵孔结构的PPSU膜,此时膜通量为70.46 L/(m~2·h).     

新型聚醚砜/磺化聚醚砜共混超滤膜制备方法的研究

基于自制的磺化聚醚砜(SPES)溶液,直接将SPES溶液与聚醚砜(PES)共混配制铸膜液,制备新型的聚醚砜/磺化聚醚砜(PES/SPES)共混超滤膜,简化了制膜过程.考察了铸膜液中PES与SPES总固含量、凝固浴温度、预蒸发时间和添加剂对PES/SPES共混膜结构与性能的影响.研究发现,随铸膜液温度的降低和铸膜液中酸含量的增加,铸膜液的比浓黏度增加;制备的共混膜断面为致密皮层和多孔支撑层组成的不对称结构;随铸膜液PES/SPES总固含量的增加,共混膜的水通量降低,截留率升高;随凝固浴温度升高和预放置时间延长,共混膜水通量增加,截留率降低;聚乙二醇200(PEG200)和丙酮的加入有利于改善膜性能,当加入量为2%时,共混膜的水通量都高于460L/(m~2·h),对PEG6000截留率都大于85%.     

聚醚砜酮合金超滤膜的制备及表征

采用含二氮杂萘酮结构的磺化聚醚砜酮与聚醚砜酮共混的方法制备了一种新型荷电超滤膜.通过孔隙率、表面接触角、离子交换容量以及对达旦黄水溶液、聚乙二醇(PEG)6000水溶液分离性能的测试和扫描电镜对膜孔结构的观察,研究了合金膜中磺化聚醚砜酮含量对膜性能的影响规律.结果表明:当铸膜液中磺化聚醚砜酮含量从0增加到3%时,合金超滤膜水通量增大到491 L/(m2.h),对PEG6000的截留率可达86%.合金超滤膜具有高水通量、高截留率、亲水性好等特点.     

用均匀实验设计法优化磺化聚醚砜超滤膜制膜工艺

采用磺化聚醚砜为膜材料,用L-S相转化法制备磺化聚醚砜超滤膜,并通过均匀试验设计,系统研究各因素对膜性能的影响,优化制膜工艺,找出回归方程和最佳工艺条件.结果表明:根据最优配方所制备的磺化聚醚砜膜的水通量为90.1 L/(m2·h),对聚乙烯醇的截留率达96.7%.     

改性聚偏氟乙烯超滤膜的制备与性能的研究

以接枝马来酸酐的改性聚偏氟乙烯(PVDF-g-MAH)为膜材料,采用浸没沉淀相转化方法制备超滤膜.在绘制PVDF-g-MAH-溶剂-水体系的三元相图基础上,研究并讨论铸膜液中溶剂体系、聚合物浓度以及添加剂浓度配比对膜性能和结构的影响,比较了接枝前后超滤膜的亲水性和抗污染性.研究结果表明:在聚合物-溶剂二元体系发生相分离过程中,4种溶剂体系所需非溶剂(水)的量的顺序为:DMAC>NMP>DMF>DMSO;以DMAC溶剂制备的铸膜液,制得的膜表面相对致密,纯水通量小,截留率高;随着聚合物浓度的提高,膜的通量下降,截留率提高;同时SEM照片也显示了随聚合物浓度的增加,超滤膜表层趋于致密,支撑层指状孔孔径缩小,孔数增多;超滤试验结果表明,在截留率相同的前提下,用PVDF制备的超滤膜纯水通量为104.6 L/(m2·h),而PVDF-g-MAH制得的超滤膜纯水通量为230L/(m2·h),同时对比了连续超滤BSA溶液12 h后的膜通量衰减状况,两种膜的通量的衰减率分别为36%和15.4%,表明以改性材料制备的超滤膜的亲水性和抗污染性能均得到提高.     

仿蜘蛛网结构油水分离膜的制备和性能探索

具有三维网络结构和亲水特性的水凝胶用于分离膜改性备受关注.以聚偏氟乙烯(PVDF)膜为基质,将羧甲基纤维素(CMC)通过自交联方式引入膜表面,制备了仿蜘蛛网结构的CMC-PVDF改性膜,对膜的油水分离性能、抗污染性能、机械性能等进行了考察.结果表明,相对于原膜,改性膜的油水乳液通量增加了4倍,达到612 L/(m~2·h),油水分离性能从74%提高到94%以上;改性膜具有较好的抗污染能力;相对于原膜,CMC-PVDF改性膜的弹性模量从3.647 MPa提高到14.86 MPa,伸长率从31.5%提高到58.4%,这与膜表面的仿蜘蛛网结构有关.通过所述方法得到了兼具较高分离性能、抗污染性能和机械性能的膜材料,对分离膜改性研究具有一定借鉴价值.     

PEG的分子量和浓度对PES中空纤维膜结构和性能的影响

探究添加剂聚乙二醇(PEG)的不同分子量及浓度对于干-湿相转化法制备的聚醚砜(PES)中空纤维超滤膜结构和性能的影响。结果显示,随着PEG分子量由600增大到20 000,膜通量先增后减,在PEG分子量为6 000时最大,为177.41 L/(h·m2);截留率、拉伸强度则均逐渐下降。随着PEG-6 000浓度由4%增大到10%,膜通量逐渐上升,截留率、拉伸强度逐渐下降。     

耐污染聚醚砜超滤膜的研究进展

聚醚砜(PES)具有耐高温、耐老化、抗蠕变、尺寸稳定、耐化学药品等性能,但疏水性强,易污染.抗污染超滤膜的开发可减少超滤过程的费用,增加膜的寿命.本文从膜材料改性、膜成品表面改性和改变铸膜液成分三个方面,介绍了制备耐污染聚醚砜超滤膜的方法及研究进展,并指出了这些方法的应用前景.     

聚乙二醇添加剂对氢氧化镁/聚醚砜杂化膜结构和性能的影响

以聚醚砜(PES)为成膜聚合物,聚乙二醇-400(PEG-400)为分散剂,采用相转化法,原位生成纳米氢氧化镁[Mg(OH)_2],成功制备出具有高渗透性能且抗污染的有机-无机杂化膜.本文详细研究PEG-400对杂化膜的结构及性能的影响,通过红外光谱证实纳米Mg(OH)_2的原位生成,采用电镜表征膜的微观结构,并且对杂化膜的渗透性能、截留率、接触角、孔隙率及抗污染性能进行测试.结果表明,PEG-400不仅影响制备膜的孔道结构,且利用其分子链中的氧原子与Mg~(2+)配位,促进Mg~(2+)在高分子体系中的分散,减少纳米粒子在相转化过程中的团聚.当添加PEG-400的添加量为8 g时,改性的Mg(OH)_2/PES杂化膜的性能最佳:纯水通量达到188.39 L/(m~2·h),对BSA截留率为98%,通量恢复率为80%.     

TiO_2溶胶改性PVDF中空纤维超滤膜的亲水化研究

通过PVDF铸膜液中添加TiO_2溶胶,采用相转化法制备了PVDF-TiO_2中空纤维共混超滤膜,并经SEM-EDX、亲水性与超滤测试、以及抗污染实验等手段研究了TiO_2溶胶对PVDF中空纤维膜的结构和亲水性能的影响.结果表明:当TiO_2含量为4.5%时,膜的亲水性能较好,抗污染性有明显的改善,在保持截留率基本不变的情况下,纯水通量明显提高,由108L/(m~2·h)提高到244 L/(m~2·h);但过高的TiO_2含量会产生严重的纳米颗粒团聚现象而造成膜的各项性能指标下降.     

纳米TiO2对不同材料超滤膜结构与性能的影响

选用聚醚酮(PEK)、聚醚砜(PES)、酚酞聚醚砜(PES-C)3种不同的高分子材料,用浸没沉淀相转化法制备了一系列不同纳米TiO2含量的纳米TiO2复合膜,并通过扫描电子显微镜(SEM),X射线能谱仪(EDS),水接触角测试及超滤实验考察了纳米TiO2对膜的结构及性能的影响.结果表明,纳米TiO2与高分子超滤膜的复合显著改善了膜的亲水性.在截留率较高且基本保持不变的情况下,3种超滤膜的纯水通量和BSA溶液通量都得到了不同程度的提高.而由EDS分析可知,经过一定的时间,膜表面的TiO2会部分脱落,TiO2粒子与膜表面结合的稳定性问题不容忽视.在选用的3种材料中,TiO2粒子与PES-C膜表面结合较为牢固,且复合后BSA溶液通量的增幅最大,通量衰减较小,具有更好的膜结构和性能.     

V_2O_5纳米线改性PVDF超滤膜的制备及其分离性能

水热合成出超亲水的V_2O_5纳米线,然后将其与PVDF铸膜液直接共混,制备出不同V_2O_5纳米线添加量的PVDF改性杂化超滤膜,系统地研究了V_2O_5纳米线对超滤膜结构和分离性能的影响.结果表明,随着V_2O_5纳米线添加量的增加,改性膜的孔隙率和孔尺寸逐渐增大,膜的亲水性也逐渐增强.当V_2O_5纳米线添加量为2.0%时,V_2O_5纳米线修饰PVDF膜的纯水通量达到621.98 L/(m~2·h),对BSA的截留率为92.5%.此外,抗污染实验表明,V_2O_5纳米线改性的PVDF超滤膜比未改性的PVDF超滤膜具有更强的抗污染性能.     

纳米蒙脱土改性聚乳酸超滤膜的制备与性能研究

采用相转化法制备了纳米蒙脱土改性的聚乳酸超滤膜,讨论了纳米蒙脱土对聚乳酸膜结构和性能的影响。通过孔隙率及平均孔径尺寸测定、接触角测量、扫描电子显微镜、原子力显微镜、热重分析等实验分别对膜的微观结构、亲水性以及热稳定性进行了表征。通过纯水通量、蛋白截留率、水通量恢复率以及通量衰减等实验分别对膜的过滤性能以及抗污染性能进行了研究。结果表明,纳米蒙脱土的加入使复合膜表面的亲水性得到明显改善,孔隙率与平均孔径尺寸明显增大。当膜中纳米蒙脱土的质量分数为0.2%时,复合膜的表面比纯膜更加光滑,断面的指状孔尺寸增大,热稳定性提高,纯水通量达到最大值450L/(m~2·h),约是纯膜的4.7倍,水通量恢复率达到95.1%,抗污染性能最佳。过量的纳米蒙脱土会使铸膜液的粘度明显增加,并造成纳米粒子的团聚,从而导致膜的各方面性能均下降。     

抑菌性聚醚砜超滤膜的制备及性能表征

通过共混法制备了含辣素衍生结构聚合物的抑菌性聚醚砜超滤膜.首先,用N-(5-甲基-3-异丁基-2羟基-苄基)-丙烯酰胺(MBHBA)和丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)制备了三元共聚物P(A-M-M),并通过红外光谱证实了聚合物的合成;然后考察了铸膜液中三元共聚物的质量浓度对所制备超滤膜性能的影响.结果表明,当P(A-M-M)质量分数为1%时,改性膜具有较高的综合性能:纯水通量和BSA截留率分别为183.8 L/(m~2·h)和93.8%,与基膜相比略有提高;同时亲水性大幅增加,水静态接触角仅为57°,比基膜降低了17°;抑菌率达到了76%,远高于基膜的抑菌率(20%).