PSS-PDADMAC改性PES微滤膜及膜抗污染性能研究

通过层层(LBL)自组装技术对聚醚砜(PES)微滤膜进行改性.以29.2g/L NaCl做为支撑电解质,在膜表面修饰一层聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDADMAC)/聚苯乙烯磺酸钠(PSS)聚电解质膜.通过电位仪、水接触角分析仪、SEM、AFM、过滤评价装置等方法对膜进行测定分析.改性后膜的最外层为PSS,膜表面负电性增加,为-35.02mV,水接触角值降低,由未改性膜的59.86°降低到37.99°;膜的表面形貌表征显示,改性后的微滤膜,表面更加平整,孔径尺寸分布更加均一;在过滤0.02g/L腐殖酸时,试验120 min后,未改性膜的通量下降为39.4%,而改性后的膜通量下降为15.5%,膜的抗污染性提高.     

静电自组装PDDA/CMCNa聚电解质复合纳滤膜及其性

以聚丙烯腈(PAN)超滤膜为基膜,通过羧甲基纤维素钠(CMCNa)阴离子聚电解质和聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDDA)阳离子聚电解质层层静电自组装(LbL)制备得到复合纳滤膜.考察了阴离子聚电解质溶液浓度、组装层数对膜表面荷电性、形貌和亲水性等的影响;同时研究了操作条件不同时该纳滤膜对罗丹明B染料分离性能变化.结果表明,CMCNa阴离子聚电解质浓度增大时,膜表面荷负电性和亲水性增强;当PDDA质量浓度为5.0 g/L,CMCNa的浓度为2.0 g/L,且组装4.0个派对层时,复合膜表面ζ电位约为 70 mV,其接触角约为30°;制备的(5 PDDA/2CMCNa)5.0-PAN复合纳滤膜,在25℃和0.60 MPa的操作条件下,对0.4×10-3 g/L的罗丹明B截留率达到90％,通量为42 L/(m2·h·MPa).     

改性水滑石复合纳滤膜的制备及染料/盐分离性能研究

通过低饱和共沉淀法制备水滑石(LDH),采用反向原子转移自由基聚合(RATRP)法在水滑石片层表面接枝聚对苯乙烯磺酸钠(PSS),制备改性水滑石LDH-PSS,最后采用层层自组装法制备LDH/LDH-PSS复合纳滤膜,并研究复合纳滤膜对染料与二价盐的分离效果以及不同添加量和LDH/LDH-PSS层数对其性能的影响.分析复合纳滤膜对一价盐、二价盐以及活性黑的截留性能和膜的纯水通量,研究复合纳滤膜的分离性能.结果表明,复合纳滤膜的纯水通量随着水滑石和改性水滑石层数的增加而降低,复合纳滤膜的纯水通量最高达到145 L/(m~2·h·MPa).复合纳滤膜对活性黑5的截留率可达96.7%,且对二价无机盐MgSO_4的截留率低至20%以下.     

聚丙烯腈超滤基膜的水解改性

通过在不同水解程度的PAN基膜上组装聚电解质复合物膜,发现PAN基膜水解程度对聚电解质复合物膜的渗透汽化性能有重要影响.基于此,对PAN超滤基膜的碱性水解条件进行了筛选.通过对不同水解条件下改性前后基膜通量、截留率的测定,确定较为适宜的水解条件:NaOH浓度2 mol/L,水解温度60～70℃,水解时间1 h.润湿角和红外光谱检测证实,改性后基膜表面亲水性和荷电性增强利于后续的聚电解质复合物膜组装.此外,采用不同的碱性水解剂对PAN超滤进行水解,发现碱性越强的水解剂,PAN基膜水解程度越高.实验结果对改进PAN超滤膜亲水性,改变超滤膜的截留率和对荷负电溶质的耐污染性有所参考.     

PSS、PSS-co-MA/PAH动态自组装制备荷正电纳滤膜

以碱改性聚丙烯腈超滤膜为基膜,聚苯乙烯磺酸钠(PSS),聚苯乙烯磺酸钠-马来酸共聚物(PSS-co-MA),聚烯丙胺盐酸盐(PAH)为原料,采用动态自组装法制备了一种低压高通量荷正电纳滤膜.结果表明,动态自组装能极大地提高组装效率,效果优于静态自组装.组装双层数为2.5的纳滤膜在操作压力为0.2MPa时,对MgCl2的脱除率为90.41%,通量为23.80L/(m2·h), 当操作压力增加到0.8MPa后,通量增大到83.76L/(m2·h),对MgCl2的脱除率为91.04%,通量远大于目前商品化产品.所有纳滤膜以聚烯丙胺盐酸盐为最外层,呈现明显的荷正电特征,对高价阳离子盐的脱除率大于对低价阳离子盐的脱除率.改变组装层数、最外层聚烯丙胺盐酸盐浓度可以方便地调节纳滤膜的性能,所得产品在常规纳滤用盐浓度中使用时性能稳定.     

聚电解质/陶瓷复合膜的制备及超滤性能

采用阳离子聚电解质聚丙烯氯化铵(PAH)、聚乙烯亚胺(PEI),阴离子聚电解质聚苯乙烯磺酸钠(PSS)、聚乙烯磺酸钾(PVS),通过静电自组装技术在多孔陶瓷支撑体上制备了聚电解质分离层,并对不同条件下所制备的复合膜超滤性能进行研究.膜表面的SEM表征显示,自组装过程在支撑体表面及孔道内同时发生,并且随组装层数的增加,聚电解质层在支撑体表面的沉积状态逐渐改善.对复合膜在葡聚糖溶液中的超滤研究表明,随着组装层数,组装时间和电荷密度的增加,膜的截留率随之增加;制膜溶液的pH在两种带相反电荷聚电解质材料电离平衡常数(pKα)之间选择时,膜的截留率有最佳值.     

共价层层自组装纳滤膜的制备及性能研究

纳滤膜目前多采用界面聚合的方法制备.层层自组装是近年来发展的一种新型制膜方法,但层层自组装所制备的纳滤膜大多需要5个以上双层,制备过程繁琐,同时,以静电力结合的阴阳离子聚电解质在水中存在一定程度的解离和溶胀,结构不稳定.本文提出用静电组装与化学交联相结合的方法制备纳滤膜,增强膜的稳定性.以改性的聚丙烯腈(PAN)为基膜,以聚丙烯酸(PAA)和聚乙烯亚胺(PEI)分别为阴阳离子聚电解质,以戊二醛(GA)为交联剂,制备了共价层层自组装纳滤膜(PEI/PAA/GA)n,研究了双层数、交联剂浓度、交联时间等因素对膜性能的影响.结果表明,当制备两个双层时,(PEI/PAA/GA)_2纳滤膜对2 000 mg/L Na_2SO_4溶液中的Na_2SO_4的截留率就能达到98.1%,水通量为12.6 L/(m~2·h·MPa);对2 000 mg/L NaCl溶液中的NaCl的截留率达到82.9%,水通量为16.8 L/(m~2·h·MPa).交联后的纳滤膜有良好的耐溶胀性和长期运行稳定性.     

PSS／PAH聚电解质复合纳滤膜制备及其性能研究

采用LbL法在多孔PES基膜上制备了PSS／PAH聚电解质复合纳滤膜，利用SEM研究了复合膜的表面形貌，使用ATR-IR研究了复合膜在PES基膜上的生长规律，并研究了双层膜层数和组装时间对其离子截留性能的影响．研究表明，所制复合纳滤膜对不同的盐溶液的离子截留性能差异显著．如[PSS／PAH]5膜对1000mg／L的MgSO4溶液的截留率可达90％，但对1000mg／L的NaCl溶液的截留率仅为33％，故可应用于水溶液中一、二价离子的分离。     

紫外分步辐照接枝制备亲水性荷负电纳滤膜

通过在聚醚砜(PES-C)微孔膜表面紫外分步辐照接枝甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)和苯乙烯磺酸钠(SSS)制备了一种新型的亲水性荷负电纳滤膜。通过测定膜的纯水通量和对不同盐溶液的表观截留率的变化,系统研究了制备条件对膜分离性能的影响。结果表明,采用该方法制成的纳滤膜对高价阴离子盐溶液Na2SO4的表观截留率和渗透通量都较高,如HEMA先辐照接枝120s、SSS再继续接枝15min制得的膜对Na2SO4截留率大于95%,而渗透通量则高达19.02L/(m2.h)。     

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.     

新型五孔PVDF共混改性膜抗污染性能研究

观察新型五孔PVDF共混改性纤维膜SEM形貌特征,测量改性膜的接触角和临界通量,1#(PVDF/PMMA/TPU)、2#(PVDF/PMMA/PVC)共混改性膜分别在次临界和超临界通量下进行过滤实验.结果表明:PVDF共混改性膜具有优良的微观结构,且1#共混膜性能较好;1#共混膜的接触角比2#共混膜小;1#、2#共混膜的临界通量分别为10和14L/(m2.h);1#共混膜比2#共混膜抗污染性能好;次临界通量下共混膜的运行比超临界通量下的稳定.两种共混膜分别在次临界通量下采用单独超滤和混凝+超滤工艺处理某市地表水,得出混凝+超滤工艺处理效果较好,且1#共混膜比2#共混膜处理效果好.     

NaA分子筛改性聚砜超滤膜的通量及截留性能

利用溶液相转化法,在铸膜液中加入分子筛NaA和PEG来协同提高聚砜超滤膜的水通量和截留率,研究了分子筛的含量对聚砜超滤膜的形貌结构,表面粗糙度,水通量,蛋白质截留率和亲水性的影响。利用场发射扫描电镜、扫描探针原子力显微镜、膜评价仪和接触角仪分别对该膜的形貌、水通量、蛋白质截留率和亲水性进行表征。结果表明分子筛含量从0g增加到3.0g,聚砜超滤膜的水通量从140L/(m2·h)提高到500L/(m2·h),对胃蛋白酶的截留率从78.8%提高到92.7%,对牛血清蛋白的截留率从97.6%增加到99.0%以上。分子筛NaA可以协同提高聚砜超滤膜的水通量和蛋白质截留率。     

介孔SiO2孔道结构对聚酰胺反渗透复合膜性能的影响

在界面聚合过程中,通过添加改进水热方法制备的球形介孔SiO2纳米材料,制备了改性的聚酰胺反渗透复合膜。使用扫描电镜、X射线衍射和氮气吸附-脱附等手段对制备的介孔SiO2纳米材料进行表征;采用反渗透膜评价装置、原子力显微镜、扫描电镜(SEM)和静态接触角仪器等手段对复合膜的性能和结构进行测试和表征;并对比了相同粒径大小的实心SiO2和介孔SiO2对膜渗透性能的影响。结果证明:成功合成了一种具有孔径分布均匀、粒径均一、比表面积较大、分散性较好的介孔SiO2纳米球形颗粒;SEM表征结果证实纳米材料在膜表面分布均匀,膜表面亲水性能提高,粗糙度变大;膜性能测试结果证实了介孔SiO2的添加使得膜在维持较高截留率的前提下,具有更高的水通量;同时,通过对比相同尺寸的实心SiO2作为添加材料,证实了介孔SiO2的孔道结构更有利于水分子的传输。当介孔SiO2添加质量为0.06%时,水通量由23L/(m2·h)提高至39L/(m2·h),对氯化钠的截留仍然维持在98%以上。     

5-异氰酸酯异肽酰氯/ZnO/超支化聚酰胺纳滤膜的制备及性能EI北大核心CSCD

为获得大通量抗污染纳滤膜,通过5-异氰酸酯异肽酰氯(ICIC)与超支化聚酰胺(HBPA)在聚丙烯腈(PAN)超滤膜表面的界面聚合反应,将纳米氧化锌引入聚酰胺分离层制备ICIC/ZnO/HBPA纳滤膜。扫描电镜(SEM),X射线能谱分析证实ZnO的存在;接触角测试结果显示,引入ZnO后膜表面亲水性增强,最小接触角为22.7°。与未加ZnO相比,加入ZnO的膜通量增大了约2.6倍,为102 L·m^-2·h^-1,且对NaCl,MgCl 2,Na2SO4和MgSO4的截留率提高。随着ZnO用量的增加,膜对大肠杆菌抑菌性增强。适当增大单体含量或延长界面聚合时间有利于提高膜对无机盐的截留率,但截留率顺序发生变化。当HBPA含量为0.8%(质量分数,下同)、ICIC含量为0.1%、ZnO用量为0.02 g、反应时间为10 min时,制备的纳滤膜对NaCl,MgCl2,Na2SO4和MgSO 4的截留率分别为60.8%,96.4%,95.1%,96.7%,通量分别达到53,54.7,53.7 L·m^-2·h^-1和54.7 L·m^-2·h^-1。     

聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯复合纳滤膜的制备

以AIBN为引发剂,采用本体聚合的方法制备了聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯(PDMAEMA),并采用中空纤维超滤膜技术滤除PDMAEMA水溶液中的低聚物和未反应的单体.以聚砜(PSf)超滤膜为基膜,以所精制的PDMAEMA为水相涂层液,以对二氯苄的正庚烷溶液为有机交联剂,利用界面聚合的方法制备了PDMAEMA/PSf荷正电复合纳滤膜.实验重点研究了PSf基膜和单体浓度、水相pH值及浸涂时间、水相沥干时间、交联反应时间等条件对所制备纳滤膜分离性能的影响,确定了较优的制膜条件.所制备的荷正电纳滤膜对1g/LMgSO4水溶液(0.8MPa,30℃)的截留率为86.7%,水通量为8.4L/(m2.h).     

凝固浴组分对双凝固浴法制备PVDF膜结构和性能的影响

在内外凝胶浴中添加不同含量的溶剂,采用双凝固浴法制备了PVDF/PVP/DMAc中空纤维膜.通过膜形貌扫描电镜( SEM)表征,纯水水通量和牛血清蛋白(BSA)截留率测试实验,分析评价了凝固浴中溶剂含量对PVDF中空纤维膜结构与性能的影响.结果表明,凝固浴中溶剂含量增大会导致皮层孔隙率增多,而对亚层结构的影响各不相同.膜的纯水渗透通量变化无明显规律性,但BSA截留率保持相对稳定.当内外凝固浴中溶剂体积分数分别为30％和70％时,膜内部大孔发育良好,亚层疏松多孔,水通量分别为270 L/(m2,h)和548 L/(m2·h),显示了良好的渗透性能.     

磺化聚砜/聚醚砜共混非对称纳滤膜的制备与性能表征

以相转化法制备了磺化聚砜(SPSF)/聚醚砜(PES)共混新型纳滤膜,并研究了磺化聚砜的磺化度以及聚醚砜/磺化聚砜的共混质量比对低分子量PEG的截留率和脱盐率性能的影响.结果表明:在操作压力为0.5MPa,料液温度为25℃下,当PES/磺化度10%SPSF共混比为6∶4时,SPSF/PES共混膜对PEG1000、PEG800和PEG600的截留率分别为99.8%、81.0%和57.8%,对硫酸钠、氯化钠的截留率分别为69.0%和23.5%,SPSF/PES共混膜的纯水通量为90.3L/(m2.h).     

PVC/PAN共混膜的制备与性能

采用溶液相转化法制备了聚氯乙烯(PVC)/聚丙烯腈(PAN)共混膜,研究了(PVC)/(PAN)共混体系的相容性,并通过红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)等对PAN水解前后共混膜结构、形貌和性能进行了表征与分析。结果表明,(PVC)/(PAN)为部分相容体系,在成膜过程中产生明显界面微孔结构;共混膜中的PAN发生水解后,生成大量酰胺、羧酸、羧酸盐等亲水基团,改善了共混膜的亲水性(膜的水接触角从87.48°降低到65.12°),提高了共混膜的通透性(膜的纯水通量从84.17 L/(m2.h)升高到343.7 L/(m2.h))。     

添加剂对聚丙烯腈膜结构和性能的影响

采用相转化法制备聚丙烯腈膜,分别以高分子聚乙烯吡咯烷酮(PVP-K30和PVP-K90)、聚乙二醇(PEG-2000和PEG-6000)和有机小分子乙二醇、无机盐氯化锂(LiCl)等六种物质作为制备聚丙烯腈膜的添加剂,含量均为3%(质量分数)。并对聚丙烯腈膜的表面和断面结构、水通量、孔隙率、水接触角及对牛血清蛋白(BSA)的截留率等进行了测试及表征。结果表明:以PEG-2000作为添加剂制得的膜的微孔较多,孔径较大,断面为指状结构,具有最大的水通量和孔隙率,达到436L/(m~2·h)和86%;有机小分子乙二醇作为添加剂制得的膜的水通量较低,但对BSA的截留率最高,为93%;聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和聚乙二醇(PEG)制得的膜的水接触角较低,最小达到68°,亲水性较好。