超滤膜的制备及抗污染超滤膜的研究

对几种常用高分子有机膜材料,聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、壳聚糖和醋酸纤维素等超滤膜的制备和改性进行了论述,对目前应用广泛的抗污染超滤膜的制备方法进行研究。     

PEG对PES/SPSF复合超滤膜分离和抗污染性能的影响

采用非溶剂相转化工艺制备聚醚砜/磺化聚砜（PES/SPSF）复合超滤膜，系统探讨聚乙二醇（PEG）分子量（400-2 000）和浓度（5%～12%）对膜结构和性能的影响，通过扫描电镜、原子力显微镜分析膜的微观结构和粗糙度，并根据吸水率、孔隙率、通量、截留率和通量恢复率对膜的性能进行评估。结果表明，PEG的加入可以改善膜的分离性能和抗污染性能，复合超滤膜的通量随着PEG浓度的增加先升高后降低，随着PEG分子量的增加而增加，当PEG的分子量为1 000，浓度为7%时，其纯水通量达到497.86 L/（m2·h），牛血清蛋白（BSA）截留率和抗污染能力也都得到了提升。     

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.     

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%.     

PES/PA6的共混纺丝及其性能研究

将不同质量比的聚醚砜(PES)与聚酰胺6(PA6)共混进行熔融纺丝制得PES/PA6共混纤维;研究了共混物的流动性及其纺丝工艺,以及PES/PA6共混纤维的热稳定性和力学性能。结果表明:PA6的加入显著提高了PES的流动性,降低了纺丝温度,改善了PES的可纺性;与纯PES纤维相比,PES/PA6共混纤维的起始热分解温度有所降低,PES/PA6质量比为70/30～30/70的PES/PA6共混物的纺丝温度为320～340℃,卷绕速度为100～400 m/min,纤维的断裂强度为0.71～2.25 cN/dtex。     

超滤膜改性技术及其抗污染性能的研究

超滤作为膜分离技术的一个重要分支,因其能量消耗低,设备体积不大,结构比较简单,工艺流程容易掌握,容易操作等特点。可是至今为止还没有得到充分的应用,其根本原因就是现存的商用超滤膜通量低,易污染,所以需要对它进行改性。本文介绍了国内外常用的几种超滤膜改性方法,以及改性后膜的抗污染性能的变化。     

磺化聚醚砜/纳米TiO2复合超滤膜制备及其抗污染机理

Membrane fouling is one of the major obstacles for reaching a high flux over a prolonged period of ultrafiltration (UF) process. In this study, a sulfonated-polyethersulfone (SPES)/nano-TiO2 composite UF membrane with good anti-fouling performance was fabricated by phase inversion and self-assembly methods. The TiO2 nanoparticle self-assembly on the SPES membrane surface was confirmed by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and FT-IR spectrometer. The morphology and hydrophilicity were characterized by scanning electron microscopy (SEM), atomic force microscopy (AFM) and contact angle goniometer, respectively. The anti-fouling mechanism of composite UF membrane was discussed through the analysis of the micro-structure and component of UF membrane surface. The results showed that the TiO2 content and the micro-structure of the composite UF membrane surface had great influence on the separation and anti-fouling performance.     

UiO-66/PES混合基质超滤膜的制备及性能

以聚醚砜(PES)为主要膜材料、溶剂热法合成UiO-66并掺入铸膜液中,通过非溶剂相转化法(NIPS)制备了混合基质超滤膜.利用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、接触角测量仪及原子力显微镜(AFM)对制备的UiO-66和混合基质膜进行表征.重点考察了UiO-66添加量对膜表面形貌、...     

PU/PVC共混超滤膜的制备及性能

采用湿法相转化制膜技术制备PU/PVC共混膜、PU/PVC/SiO2共混膜。PVC可以改变铸膜液体系在凝固浴中的分相速度,提高成膜性及改善膜的微孔结构,在此共混物中加入SiO2可以显著改善膜的微孔结构,并提高PU共混膜的水通量,可用于超滤。用扫描电镜对膜的结构形态进行了观察。     

抗污染超滤膜的研制

本文研制了氯甲基化／季铵化聚砜与聚偏氟乙烯共混超滤膜用于阴极电泳漆超滤系统。首先优化了氯甲基化／季铵化聚砜超滤膜的制备工艺，在此基础上，用聚偏氟乙烯部分代替氯甲基化聚砜制备共混超滤膜。结果表明：氯甲基化／季铵化聚砜与聚偏氟乙烯共混超滤膜不仅具有优良的分离性能，而且改善了膜的抗污染性。     

PVC/PU共混超滤膜性能研究

PVC膜对糖类化合物有较强的排斥力,但其亲水性差,而聚氨酯有较强的亲水性,本课题研究聚氯乙烯(PVC)与聚氨酯(PU)的共混膜,探讨相转化法制备PVC/PU共混超滤膜的性能。实验结果表明,当聚合物浓度为16%,PVC/PU以8/2(质量分数)共混时,可制的水通量、截留率较好的多孔膜。     

胍基聚合物接枝改性制备抗菌抗污染超滤膜

表面接枝杀菌材料是提高膜抗菌和抗污染性能的常用手段。胍基化合物具有杀菌广谱、易制备、低毒等优点,已受到研究者的广泛关注。通过聚乙烯亚胺和盐酸胍的熔融聚合反应制备胍基聚合物(聚乙烯亚胺胍盐酸盐,PEIGH),并利用聚多巴胺中间层将其接枝到聚砜超滤膜表面。结果表明,PEIGH具有良好的抗菌性能,经其改性后的超滤膜润湿性能提高,纯水通量提高了11%~98%,牛血清蛋白截留率由96.6%提高到98.3%以上。抗菌性能、抗有机物污染和抗生物污染性能均得到明显改善。     

胍基聚合物接枝改性制备抗菌抗污染超滤膜

表面接枝杀菌材料是提高膜抗菌和抗污染性能的常用手段。胍基化合物具有杀菌广谱、易制备、低毒等优点,已受到研究者的广泛关注。通过聚乙烯亚胺和盐酸胍的熔融聚合反应制备胍基聚合物（聚乙烯亚胺胍盐酸盐,PEIGH）,并利用聚多巴胺中间层将其接枝到聚砜超滤膜表面。结果表明,PEIGH具有良好的抗菌性能,经其改性后的超滤膜润湿性能提高,纯水通量提高了11%~98%,牛血清蛋白截留率由96.6%提高到98.3%以上。抗菌性能、抗有机物污染和抗生物污染性能均得到明显改善。     

共混制备抗菌聚醚砜中空纤维超滤膜及其表征

辣素衍生物N-(4-羟基-3-甲氧基-苄基)丙烯酰胺HMBA和乙烯基单体(丙烯酸乙酯和丙烯酰胺)通过溶液聚合方法合成的共聚物HAE,将这种共聚物做为抗菌材料与聚醚砜共混均匀形成铸膜液,通过干-湿相转化法制备改性中空纤维超滤膜。铸膜液中共聚物的质量分数为0~3%,通过傅里叶红外全反射FTIR-AIR、水静态接触角(CA)、扫描电子显微镜(SEM)、错流过滤评价仪、抗菌实验、长期抗耐污染性实验对纤维膜进行表征及分析。结果表明,共混改性之后中空纤维超滤膜表面含有亲水基团,膜表面的接触角显著降低;当HAE在铸膜液中的质量分数为1%时,膜的纯水通量能达到193.7 L/(m2·h),膜对牛血清蛋白的截留率为95%,相对基膜分别提高90.5%和5.5%,通过去离子水清洗之后膜的通量恢复率能达到90.82%;抗菌性随着共聚物含量的增加而增强,当HAE的质量分数为3%时,超滤膜的抗菌率达到90%。由长期的耐污染测试发现改性膜对微生物具有很好的抵抗能力。     

平板式共混超滤膜的研究

本文报道了聚砜酰胺，聚砜酰胺／磺化聚芳醚砜，聚偏二氟乙烯／磺化聚芳醚砜平板超滤膜的制备工作，所得膜截留分子量分别为３００００－７００００，１０００－２００００，１０００００。并并对北京醋进行了澄清过滤试验，工业试验结果表明，用ＰＶＤＦ／ＳＰＥＳ－Ｃ超滤膜，２０ｍ＾２平板超滤机上醋产量为６００－８００Ｌ／ｍ＾２．ｈ，产量稳定，清洗容易，满足生产需要。     

共混超滤膜的研究进展

本文综述了共混超滤膜的发展现状、工艺条件与膜性能的关系 ,并阐述了共混超滤膜的优点     

SPES/PSF共混超滤膜的性能与改性研究

以磺化聚醚砜(SPES)与聚砜(PSF)为制膜材料,制备了SPES/PSF共混超滤膜,研究了料液浓度、操作压强、紫外改性、热处理等对SPES/PSF共混超滤膜性能及膜污染度的影响。     

聚乙烯醇-醋酸纤维素共混超滤膜的制备与性能研究

用聚乙烯醇(PVA)、醋酸纤维素(CA)、冰醋酸、水为制膜原料,用相转化制备了PVA-CA共混超滤膜.在一定范围内研究了不同膜液组成对超滤膜性能的影响,得到了较佳的膜液配方.制备的PVA-CA共混超滤膜在操作压力0.30MPa下,处理质量浓度为1000mg/L的水油型模拟含油乳化液,其渗透速率约40L/(m2@h2),除油率可达90%以上,并且此超滤膜的耐水性和溶胀性均优于未改性的PVA超滤膜.     

抑菌性聚醚砜/辣素共混超滤膜的制备及表征

采用相转化法,以聚醚砜(PES)、合成辣素、聚乙二醇400(PEG400)、吐温80和N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为原料制备聚醚砜/羧甲基壳聚糖共混超滤膜,并对影响超滤膜结构和性能的各个因素进行了研究。结果表明,在辣素含量为0.5%、反应温度为70℃条件下制备的PES/辣素共混超滤膜性能最优,其纯水通量为87.35 L/m2·h,对牛血清白蛋白截留率为90.71%。改性超滤膜的表面接触角下降为90.7°,阻力增大系数减小为1.09,亲水性能和耐污染性能提高不大,但对大肠杆菌有显著的抑菌作用。     

全钒液流电池用SPEEK／PES共混膜的制备

通过将PES掺入高磺化度的SPEEK进行共混改性,采用流延法制备了一系列不同PES含量的SPEEK／PES共混膜,获得了SPEEK／PES共混膜的离子交换容、含水率、质子电导率等参数,特别测定了在全钒液流电池工作条件下钒（IV）离子渗透率。综合考察发现,当磺化温度为45℃,磺化时间控制为4h,得到SPEEK的DS为55％,掺入10％的PES,此时共混膜的电导率为0．08S／cm,钒（IV）离子渗透率为0．38×10^-6cm2／min,对钒（IV）离子选择性为Nation膜的5倍,含水率为35％,共混膜综合性能最好,基本满足全钒液流电池（VRB）的使用需求。