PDMS-AMEO膜用于渗透汽化分离乙酸/水体系的性能研究

采用原位聚合法制备了氨丙基三甲氧基硅氧烷交联聚二甲基硅氧烷( PDMS- AMEO)/有机蒙脱土(OM-MT)/聚醚砜(PES)复合膜,采用SEM和TGA对PDMS-AMEO/OMMT/PES的形貌、热学性能进行了研究.考察了复合膜在乙酸-水溶液中的溶胀性,以及OMMT含量、料液温度和浓度对膜渗透汽化性能的影响.     

载纳米银-13X分子筛/聚醚砜杂化抗菌膜的制备与性能表征

通过离子交换法制备了载有银离子的13X分子筛,经热处理固化和化学还原将银离子还原为纳米银粒子,从而制备出了载有纳米银粒子的13X分子筛抗菌剂;以聚醚砜(PES)为基质聚合物,载纳米银-13X分子筛为抗菌添加组分,通过相转化法制备了载纳米银-13X分子筛/聚醚砜抗菌膜.通过场发射电镜扫描仪(FESEM)对制得的抗菌膜进行了表面和断面形态表征.结果表明:载纳米银-13X分子筛均匀分布在膜的内部;通过X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、能量色散X射线光谱仪(EDX)和透射电镜(TEM)表征了载纳米银-13X分子筛抗菌剂.结果显示:13X分子筛内有较高含量的银,并且银以单质0价态滞留于分子筛孔道内.以大肠杆菌和金黄葡萄球菌为考察对象,采用抑菌圈法和震荡烧瓶法测试载纳米银-13X分子筛/聚醚砜杂化膜的抗菌性能,对比PES原膜发现制得的抗菌膜在E.coli.和S.aureus.培养基上有明显的抑菌圈,平均抗菌率为97％,抗菌性能优异.     

介孔石墨相氮化碳载银聚醚砜膜制备及性能研究

膜污染一直是膜分离应用中的主要问题。将不同量的介孔石墨相氮化碳载银(m-g-C₃N₄/Ag)以共混法引入铸膜液中, 通过相转化法制备聚醚砜(PES)纳米复合膜, 系统研究了m-g-C₃N₄/Ag的添加对纳米复合膜形貌、过滤、抗菌、光催化和抗污染性能的影响。结果表明, m-g-C₃N₄/Ag的添加可以改善纳米复合膜的断面结构及表面亲水性。与纯PES膜相比, 纳米复合膜纯水通量随着掺杂量的增加显著提高, 各个样品对蛋白质的截留率均在90%以上, 表明m-g-C₃N₄/Ag的添加在不影响截留性能的前提下, 可以显著提高纳米复合膜的过滤性能。纳米复合膜的抗菌性能随着m-g-C₃N₄/Ag含量的增加而提高, 其中对铜绿假单胞菌的抗菌效果明显高于大肠杆菌。纯PES膜在光照下几乎不发生光降解。相比之下, 所有添加m-g-C₃N₄/Ag的纳米复合膜在可见光照射下均呈现良好的光催化性能, 且光催化活性随着m-g-C₃N₄/Ag的增加而逐渐增强。其中m-g-C₃N₄/Ag添加量最高的纳米复合膜显示出最明显的光催化作用, 在120 min内甲基橙的脱色率可达63%。通过四步过滤实验对所有膜的综合抗污染性能进行表征, 可知所有纳米复合膜通量恢复率均显著高于纯PES膜。水洗和可见光照射后所有膜的膜通量恢复率皆进一步提高。综上所述, 添加m-g-C₃N₄/Ag可以显著提高聚醚砜膜的抗菌性、可见光下光催化降解染料性能, 进而改善其综合抗污染性能。     

逆向热致相分离法聚醚砜/磺化聚砜平板膜的制备及性能

采用逆向热致相分离(RTIPS)法制备亲水性聚醚砜(PES)/磺化聚砜(SPSF)平板膜。通过扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、纯水通量、牛血清蛋白(BSA)截留率、水接触角和长期运行测试研究了SPSF含量和不同凝胶浴温度对PES/SPSF平板膜性能和结构的影响。结果表明,SPSF和PES可以成功混合。非溶剂致相分离(NIPS)法制备的PES/SPSF平板膜呈致密皮层和指状截面结构,而RTIPS法制备的PES/SPSF膜具有均匀多孔表面和海绵状结构。RTIPS法PES/SPSF膜的纯水通量和BSA截留率均高于NIPS法。静态水接触角随SPSF的增加而减小。RTIPS法PES/SPSF膜在2%SPSF时获得最佳渗透性能,其纯水通量和BSA截留率分别为967 L/(m~2·h)和79%。     

高交联温度下聚二甲基硅氧烷/聚醚砜渗透汽化复合膜的制备及性能研究

以聚醚砜(PES)平板多孔膜为支撑层,聚二甲基硅氧烷(PDMS)膜为分离层,在高温交联条件下制备了PDMS/PES渗透汽化复合膜。用扫描电镜对复合膜形貌进行了表征,复合膜表面平整、致密,分离层与支撑层外表面结合紧密。研究了PDMS质量分数对膜产生最高衍射峰时对应的2θ值、水与乙醇的接触角以及以10%(质量分数)乙醇水溶液为料液,30℃下复合膜渗透汽化分离性能的影响。结果表明:随着PDMS含量的增加,产生最高衍射峰时对应的2θ值先增大后减小。当PDMS含量为15%(wt,质量分数,下同)时,PDMS/PES复合膜有良好的疏水性和亲醇性,PDMS/PES复合膜的分离因子最大,最大值为4.60,对应的渗透通量为10325.54g/(m~2·h),分离指数出现最大值为47483.02。因此,15%PDMS条件下制备的PDMS/PES复合膜综合性能最好。     

PDMS/PES中空纤维渗透汽化复合膜的制备

用干湿相转化法制备聚醚砜(PES)中空纤维超滤膜,用不同的涂膜方式将聚二甲基硅氧烷(PDMS)溶液涂在经乙醇和正己烷处理过的PES中空纤维底膜的外表面或内表面,制备PDMs/PES中空纤维复合膜,在渗透物侧压力133.33 Pa,通过5%的乙醇-水溶液考察底膜后处理、涂膜方式等因素对膜渗透汽化性能的影响.     

基于改性疏水性PVDF中空纤维膜的MBfR中生物膜特性研究

针对膜生物膜反应器(MBfR)中疏水性PVDF中空纤维膜供氧能力不足及生物亲和性较差等问题,以实验室自制PVDF疏水膜为基膜,采用多巴胺自聚合法制得DOPA/PVDF复合膜,以PVDF原膜及DOPA/PVDF复合膜为基础构建平行运行的MBfR系统,对系统启动及初步稳定运行过程中曝气膜表面的生物膜特性进行研究.结果表明,相比于原膜,MBfR运行初期,复合膜表面微生物附着量较多,复合膜MBfR系统对TOC和NH~+_4-N平均去除率分别为69.4%和28.9%;复合膜表面生物膜优先进入成熟稳定阶段,对TOC和NH~+_4-N平均去除率分别为94.1%和58.1%;MBfR中生物膜形成过程中,复合膜表面生物膜分泌的EPS含量平均值为原膜的1.1倍,生物膜接触角平均值为原膜的1.3倍,疏水性更强;复合膜与生物膜黏附性能优于原膜系统,平均黏附力为43.7 nN,TB-EPS及TB-PN/PS是影响黏附力的主导因素.     

纳米Cu-SiO_2复合粒子改性聚醚砜超滤膜的制备及分离性能研究

将纳米Cu负载至介孔二氧化硅(mSiO_2)表面制得mSiO_2-Cu抗菌材料,利用相转化法制备出聚醚砜(PES)/mSiO_2-Cu抗污染复合膜,研究了mSiO_2-Cu含量对PES超滤膜结构、抗污染及分离性能的影响。结果表明,当mSiO_2-Cu质量分数为2%时,PES/mSiO_2-Cu复合膜的纯水通量可达185L/(m2·h),是PES基膜的1.9倍,该复合膜对蛋白具有良好的抗污染性能。将PES/mSiO_2-Cu复合膜应用于河水处理,结果表明PES/mSiO_2-Cu复合膜具有良好的总有机碳去除率和稳定性。     

一种新型复合膜层的制备及其性能研究

在镁合金上设计研究出一种增强型生物相容性好耐腐蚀的MgO/PCL/ZnO复合膜层。采用阳极氧化法和浸渍提拉法将AZ91镁合金与聚己内酯(PCL)及粉末ZnO复合制备出该复合生物膜层。对该复合膜层进行了SEM、附着力、电化学、生物浸泡实验等。研究结果表明,该复合生物膜层表面完整,孔隙率低,ZnO在PCL中均匀分布;复合层附着力好;该复合材料具有好的耐腐蚀性能。     

氧化镁/聚醚砜复合膜吸附材料的制备与除氟性能研究

以活性氧化镁和聚醚砜(PES)为原料,采用共混法制备了氧化镁/聚醚砜复合膜吸附材料;用扫描式电子显微镜(SEM)和ASAP2020型比表面及孔径分析仪进行了表征,并研究了复合膜对氟离子的吸附性能。SEM结果表明,氧化镁颗粒在聚合物膜中均匀镶嵌分布,提高了膜的孔隙率。比表面积与孔径分析表明复合膜的比表面积约为颗粒氧化镁的1/3。复合膜对水中氟离子的吸附在60min后基本达到平衡;30cm2的复合膜(厚度为200μm)可以处理50mL氟离子溶液(质量浓度为5mg/L),使其符合饮用水含氟标准(<1mg/L);吸附量随初始浓度的增加而增加,吸附符合Freundlich等温式,无最大饱和吸附量;吸附氟离子的复合膜可以脱附再生,且再生后仍具有较高的吸附容量。     

氯化锂对聚乙烯醇／聚醚砜膜透湿性能的影响

把LiCl当作添加剂加入到聚乙烯醇(PVA)铸膜液中,以聚醚砜膜(PES)作为支撑层,制备PVA/PES复合膜.测试了复合膜的透湿性能.结果表明:由X射线衍射图得LiCl的加入降低了PVA膜的结晶度.PVA/PES复合膜与水的接触角随着LiCl含量的增加而逐渐减少,即随着LiCl含量的增加,复合膜的亲水性增强,这是由于LiCl具有强吸湿性.在保持铸膜液中PVA含量为8%,交联剂(苹果酸)、催化剂(乙酸)浓度不变的情况下,改变LiCl的含量,膜的水蒸气总传质系数、渗透速率和湿交换效率随着LiCl含量的增加呈上升趋势,数据趋势与X射线衍射图、接触角等现象相符合.添加LiCl所制的复合膜不仅不能透过CO2,而且还具有良好的水蒸气渗透性能.     

Mg/Fe-LDHO/PES复合膜吸附材料的制备与除氟性能

以层状氢氧化镁铁的焙烧产物(Mg/Fe-LDHO)和聚醚砜(PES)为原料,采用共混法制备了Mg/Fe-LDHO/PES复合膜吸附材料,并研究了其对水中氟离子的吸附性能,考察了初始pH值、初始F-浓度、吸附温度、吸附时间以及共存阴离子等因素对吸附效果的影响。结果表明:在25℃条件下,该复合膜饱和吸附容量为12.34mg/g,能在pH=4~10范围内保持稳定的吸附性能,吸附速率较高,前5min内即可达到平衡吸附容量的75%;低温有利于提高复合膜的吸附性能,吸附过程符合准二级动力学模型。通过傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)对复合膜的形貌及结构进行了表征,采用电位滴定法测得复合膜的零电位点pH值(pHpzc)为9.4。     

氧化石墨烯/壳聚糖层层自组装复合膜的制备及其在环保领域中的应用

利用层层自组装技术将氧化石墨烯与壳聚糖进行自组装,制备出一种新型的氧化石墨烯/壳聚糖复合膜,并利用原位合成的方法引入纳米银粒子。采用紫外可见光谱(UV-Vis)、红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和原子吸收等分析方法对复合膜的自组装行为和催化性能进行了研究。实验结果表明,氧化石墨烯与壳聚糖可通过层层自组装技术制备出新型复合膜,这种复合膜可包裹纳米银粒子,膜内纳米银粒子对4-硝基苯酚的催化活性较高,并且可实现循环使用。此外,在稳定性实验中,复合膜不会释放纳米银粒子或银离子,避免了给水体带来二次污染。因此,这种材料在水处理等环保领域中可能具有巨大的潜在实用价值。     

N,N-二甲基乙酰胺/氯化锂体系下醋酸纤维素/聚醚砜共混膜的制备与表征

为提高纯聚醚砜(PES)膜的亲水性和抗污染能力,以N,N-二甲基乙酰胺/氯化锂(DMAc/LiCl)体系为溶剂,以聚乙烯吡咯烷酮(PVP K30)为添加剂,采用相转化法制备醋酸纤维素(CA)/聚醚砜(PES)共混膜.探讨和分析了成膜过程中的各种因素对膜纯水通量和BSA(牛血清蛋白)截留性能的影响.确定CA/PES共混膜的最佳铸膜条件为:聚醚砜质量分数18%,PVP K30的质量分数4%,醋酸纤维素质量分数3%,预蒸发时间为20s.对共混膜进行了SEM形貌结构、热稳定性、接触角测试、BSA抗污染性能和共混相容性分析表征.结果表明,DMAc/LiCl体系下制备的CA/PES共混膜亲水性和BSA抗污染性能高于纯PES膜,CA/PES共混体系为部分相容体系,CA/PES共混膜的高温热稳定性稍有下降.     

高疏水氟化SiO2/聚醚砜复合膜的制备与表征

以正硅酸乙酯（TEOS）和全氟癸基三乙氧基硅烷（PFDTES）为混合Si源,以聚醚砜（PES）为基膜材料,通过真空过滤和热处理工艺制备单侧高疏水氟化SiO₂/PES（fSiO₂/PES）复合膜。通过ATR-FTIR、XPS、TEM和FESEM等对单侧高疏水fSiO₂/PES复合膜进行表征,考察PFDTES修饰量和热处理条件对膜疏水性能的影响,并评价fSiO₂/PES复合膜的疏水稳定性能。结果表明,当PFDTES:TEOS的质量比为3时,高疏水fSiO₂/PES复合膜的疏水性能较好（接触角为131.5°）;当热处理温度为100℃,热处理时间为4 h时,高疏水fSiO₂/PES复合膜表面的接触角为138.9°,且其对不同pH值的溶液都有良好的疏水性能。      

聚醚砜对PES/SiO2杂化膜性能的影响

在PES/SiO2体系中添加PEG,采用相转化法制备了PES杂化膜,测定了PES杂化体系铸膜液的热力学相图、成膜动力学及膜性能.结果表明:与纯PES体系相比,PES/SiO2及在PES/SiO2中添加亲水性的PEG后,PES铸膜液杂化体系的分相曲线均不同程度的向聚合物/溶剂轴移动,分相时所需的凝固浴用量较少,PES体系的成膜速度有所提高.膜断面的SEM照片表明,PES/SiO2/PEG杂化膜具有更大的指状孔及表面微孔.该系列PES杂化膜的水通量和截留率均有不同程度的提高.     

银负载聚酰亚胺复合膜的制备及导电性能研究

为了提高聚酰亚胺(PI)的导电性能,采用原位聚合法制备PI膜,然后通过离子交换法制备了银(Ag)负载PI复合膜,分别采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线粉末衍射(XRD)对Ag负载PI复合膜表面负载Ag的分散状态和结构进行了表征,通过热分析和拉力测试对Ag负载PI复合膜的热稳定性和力学性能进行了分析,并采用测电阻法对Ag负载PI复合膜的导电性能进行了测试。结果表明,Ag均匀分布在膜的表面,颗粒大小约20μm,膜表面有非常特征Ag衍射峰;对比纯PI膜,在硝酸银用量为0.05mol/L提高至0.50mol/L条件下,Ag负载PI复合膜的分解温度由522.10℃降至505.79℃,拉伸强度由120.2MPa下降至78.26MPa,复合膜的热稳定性和力学性能下降;纯PI膜无导电性,Ag负载PI复合膜的电阻约1Ω,复合膜的导电性能更好。     

高性能Silicalite-1/PDMS复合膜的制备及应用

研制了新型纯硅沸石Silicalite-1/聚二甲基硅氧烷(PDMS)无机有机复合膜,进行了乙醇/水渗透汽化性能评价实验,采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对膜的物理及微观结构分析和表征.分别采用原位法和晶种法制备性能相异的纯硅底膜.通过调控PDMS溶液的浓度来控制涂层的厚度和性能,研究Silicalite-1层和PDMS层对复合膜性能的影响.结果表明:所制备的无机有机复合膜在渗透汽化过程中表现出良好的稳定性,在保持高渗透通量的同时,复合膜的选择性得到了相当的提高.在60℃和乙醇质量分数为5%时,复合膜的通量和分离系数分别高达2.67 kg/(m2·h)和54.9.     

2-巯基-5-苯甲基-1,2,4-三氮唑/硅烷复合膜对铜耐蚀性能的影响

目前,关于三氮唑化合物/硅烷复合膜在中性氯离子溶液中对铜的防护性能研究较少。采用浸渍法在铜表面制备了2-巯基-5-苯甲基-1,2,4-三氮唑(TBT)/硅烷(PTMS)复合膜及单一的TBT膜和PTMS膜。采用扫描电镜观察膜层形貌,采用电化学阻抗谱和极化曲线研究了膜层的耐蚀性能。结果表明:单一膜层在铜表面吸附时会有裂缝、孔洞等缺陷,不能够完全阻碍腐蚀粒子与金属基体接触,TBT/PTMS复合膜不仅填补了硅烷膜表面的孔洞,同时还提高了三氮唑膜的结合力,共同起到良好的防护作用;在3.5%NaCl溶液中,铜整体电极腐蚀电流密度较大,其表面形成TBT/PTMS复合膜后的腐蚀电流密度显著降低,膜电阻和电荷转移电阻提升明显,具有较好的防腐蚀性能。     

O-MoS2改性PMIA疏松纳滤膜的制备及其性能

为考察氧化二硫化钼(O-MoS_2)对聚间苯二甲酰间苯二胺(PMIA)膜结构和分离性能的影响,采用相转化法制备了PMIA平板疏松纳滤膜,进行了O-MoS_2添加量对膜的形貌结构、膜表面电势、分离性能及抗污染性能的影响分析.结果表明,与PMIA原膜相比,复合PMIA/O-MoS_2膜表面光滑无缺陷;随着复合膜中O-MoS_2质量分数由0增加至0.5%,膜表面接触角由原膜的61.8°降低至35.0°;复合膜表面的荷负电性能增强.纳滤实验结果表明,在O-MoS_2质量分数为0.3%条件下制备的复合膜,在0.2 MPa操作压力下,纯水通量为361.5 L/(m~2·h),是原膜通量的1.5倍.同时O-MoS_2的添加增强了复合膜的抗污染性能,在染料废水处理等领域展现了潜在的应用前景.