壳聚糖-聚乙烯醇共混物/聚丙烯腈复合纳滤膜的研究

以壳聚糖和聚乙烯醇共混物溶液为铸膜液,涂敷在聚丙烯腈超滤膜上,以戊二醛为交联剂,制备了荷正电壳聚糖-聚乙烯醇共混物/聚丙烯腈复合纳滤膜.探讨了交联时间、交联温度、交联剂浓度、铸膜液浓度等因素的影响,采用单因素实验确定了最佳制膜条件为:以1.5%(质量分数)的壳聚糖和聚乙烯醇共混液为铸膜液,50℃下干燥2h,在戊二醛与无水乙醇质量比为0.75∶50的体系中交联,在40℃水浴中交联4h,50℃下热处理15min.在温度为25℃,流速为30L/h,操作压力为1.0MPa时,对复合膜的性能进行了测试,分别探讨了操作压力和料液类型等因素与膜性能的关系.其纯水渗透系数为5.80L/(h·m2·MPa).对1000mg/L NaCl、MgCl2、MgSO4和Na2SO4的截留率分别为63.50%、94.30%、81.00%、32.70%,通量分别为3.10、3.65、2.40、2.70L/(h·m2).对不同类型无机盐的截留顺序为MgCl2＞MgSO4＞NaCl＞Na2SO4,呈现阳离子型复合纳滤膜的截留特征.流动电位曲线进一步说明了该复合膜荷正电性,其电压渗系数β为5.68mV/Pa.通过扫描电镜对膜的结构进行了表征,显示了该膜的复合结构.     

戊二醛-硫酸混合交联壳聚糖/聚砜复合纳滤膜的结构与性能

以聚砜超滤膜(截留分子量10 000)为基膜,壳聚糖乙酸溶液为铸膜液,使用相转化法制备了戊二醛-硫酸混合交联壳聚糖/聚砜复合纳滤膜,并研究了壳聚糖浓度、戊二醛-硫酸混合交联剂等因素对该膜分离效果的影响.在操作压力1.6 MPa、流量30 L/h、20℃条件下,测得纯水通量为12.84 L/(m2.h),对2 000 mg/L的NaCl、MgCl2、Na2SO4和MgSO4的截留率分别为6.6%,94.5%,34%和80.4%,水通量依次为6.93,11.92,6.95和6.73 L/(m2.h);对分子量不低于280的有机物截留率高于90%;对0.01～0.1 mol/L KCl溶液在0.1～0.7 MPa下测定膜的流动电位为60～6 mV/MPa.电解质离子分离机理取决于膜与电解质离子之间的电荷作用.     

辐射接枝制备中空纤维纳滤膜的性能研究

对以聚砜(PSF)中空纤维超滤膜为基体,通过低温等离子体辐照接枝2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)制备的纳滤膜的结构和性能进行了研究。结果表明,这种方法可以制得断裂强力高于PSF基膜,孔径约为2.6nm和纯水渗透系数为44.3L/(m2.h.MPa)的纳滤膜。在25℃,0.4MPa下对300mg/L的K2SO4、Na2SO4、MgSO4、KCl、NaCl和MgCl2的截留率为89.3%、88.3%、52%、39.6%、37.4%和13.2%,表明该纳滤膜为荷负电膜,对无机盐的截留主要依靠Donnan效应。     

甲壳素黄原酸酯/聚丙烯腈复合纳滤膜的研究

甲壳素黄原酸酯溶液浇铸在聚丙烯腈超滤膜上,并与戊二醛交联制得一种新型的荷负电复合纳滤膜,研究了复合膜的制备影响因素及操作条件对膜性能的影响.0.4MPa下制备的纳滤膜对1000mg/LNa3PO4、K2SO4、Na2SO4、MgSO4、KCl、NaCl和MgCl2的截盐率分别为90.25%、89.01%、85.15%、36.42%、32.60%、28.90%和15.81%.利用复合膜对PO34-、SO24-有较高的截留率,此膜可用于脱除PO34-、SO24-等阴离子及水的净化.     

γ-Al_2O_3膜对单组分无机盐溶液的截留性能

采用孔径约为3 nm的γ-Al2O3中孔膜,在pH 4~10,压力0.4~1.0 MPa,对浓度范围为0.005~0.1 mol/L的四种单组份无机盐溶液(NaCl、CaCl2、Na2SO4和MgCl2)进行截留性能考察.研究结果表明:膜对离子截留率的大小取决于离子所带的电荷大小.按从大到小的顺序:MgCl2CaCl2NaClNa2SO4,膜的截留率逐渐降低.膜对离子的截留率随盐溶液浓度的增大而降低,随操作压力的升高而增大.在pH=5,压力为0.5 MPa,浓度为0.003 mol/L时,膜对Mg2+和Ca2+的截留率分别达到85%和87.4%.有希望用于水的软化过程.     

TiO2纳滤膜的制备及其离子截留性能

以钛酸四异丙酯为前驱体,通过聚合溶胶路线制备出平均尺寸约1.2 nm的TiO2溶胶.采用浸浆法,经过一次涂膜,在平均孔径约为3nm的片状γ-Al2O3/α-Al2O3支撑体上制备出完整无缺陷的TiO2纳滤膜.详细考察了煅烧温度对非担载膜(TiO2粉末)和TiO2纳滤膜性能的影响.在350℃的煅烧温度下制备出孔径约为1.5nm的TiO2纳滤膜,该膜对PEG的截留分子量为890,纯水渗透通量为5.3 L/(m2 h)(8×105Pa,20℃);并详细考察了该膜对NaCl、CaCl2、Na2SO4、MgCl2和Ni(NO3)25种溶液的截留性能.结果表明,在pH=4,压力5×105Pa的条件下,Ti-350膜对0.025 mol/L CaCl2和MgCl2溶液的离子截留率分别达到96.5%和92.8%.     

季铵盐壳聚糖/聚砜复合纳滤膜的制备及性能表征

通过涂敷交联法制备了一种新型荷正电纳滤膜,其中以三甲基壳聚糖酰氯（TMC）为膜材料配制铸膜液,以聚砜超滤膜为基膜,环氧氯丙烷为交联剂.试验在全面考察该复合纳滤膜制备工艺基础上,重点探讨了交联时间对复合纳滤膜性能的影响.结果显示:该方法极大地缩短了交联时间,最优交联时间仅为2 h;同时最优条件所制备纳滤膜的纯水透过系数为14.09L/（m²·h·MPa）,表面粗糙度约为4 nm;对无机盐的截留顺序符合以下规律:MgCl₂>NaCl>MgSO₄>Na₂SO₄,满足荷正电纳滤膜的Donnan平衡模型.     

聚甲基丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯/聚砜中空纤维纳滤复合膜的研究

以聚甲基丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯(PDMAEMA)为表层材料,以对二氯苄为交联剂,聚砜(PSF)中空纤维超滤膜为基膜,通过界面聚合反应(季铵化反应)制备了荷正电中空纤维复合纳滤膜.研究了基膜、PDMAEMA、交联剂、溶剂、催化剂等和制膜工艺对复合纳滤膜截留性能的影响,从中总结出以聚电解质为交联预聚体制备复合纳滤膜的基本规律.首先用本体聚合的方法制备了PDMAEMA,采用中空纤维超滤技术精制PDMAEMA水溶液.PDMAEMA水溶液具有浓度、外加盐和pH的响应性.其凝胶层也表现出相同的特点.研究了以聚砜(PSF)平板膜为基膜时,PDMAEMA复合纳滤膜的制备条件.研究结果如下:此界面聚合反应在有机相中进行;较优的制备条件为:PDMAEMA浓度为2wt%,对二氯苄浓度为1%～1.5%(wt),应加入少量的NaHCO3来维持溶液的微碱性,室温下反应即可进行,反应时间为5h.另外,用辐照交联的方法制备了PDMAEMA平板型复合纳滤膜,所制备的纳滤膜对2g/LMgSO4的截留率为50%左右.中空纤维外压复合纳滤膜的制备实验包括以下内容:进行了中空纤维外压纳滤膜的基膜选择,研究了基膜对聚合物溶液的吸附行为;确定PDMAEMA涂层液的最佳浓度为0.75wt%;在PDMAEMA水溶液中加入0.148mol/L NaHCO3能提高纳滤膜对二价盐的截留率,但对通量的提高不大;往PDMAEMA水溶液中加入5%(v/v)乙醇能得到高通量、高脱盐率的中空纤维纳滤膜,对MgSO4的截留率≥98%,水通量可达19.5L/(m2·h)(内压膜),水通量≥20L/(m2·h)(外压膜);加入催化剂碘化钾(KI)使反应时间缩短为3.5h.荷正电的PDMAEMA中空纤维纳滤膜对无机盐的截留率顺序为:MgSO4＞MgCl2＞NaCl＞KCl＞KI,对阳离子的截留顺序为:Mg2 ＞Na ＞K ,对阴离子的截留顺序为:Cl-＞Br-＞I-.对蔗糖的截留率＞60%,对D-甘露糖的截留率为37.4%(外压膜)和32.2%(内压膜),并能有效软化自来水.对分子量大于300的小分子荷正电染料的截留率＞50%.纳滤操作条件影响纳滤膜对无机盐的截留性能.无机盐的浓度上升,纳滤膜的截留率和通量都略有下降;纳滤膜对无机盐的截留率和水通量随着操作压力的增大而增加.PDMAEMA复合纳滤膜表现出温度敏感性和pH敏感性.制备了PDMAEMA中空纤维内压纳滤膜,确定PDMAEMA溶液的浓度为0.75wt%,内压纳滤膜对无机盐的截留率和通量的变化与压力的关系符合高斯曲线.实验测试了PDMAEMA复合纳滤膜的耐溶剂性,所用溶剂为纯水,0.5mol/L HCl,0.5mol/L NaOH和30%H2O2(wt%).实验表明:PDMAEMA复合纳滤膜的杀菌性、耐碱性和耐氧化性较好,但不适于在酸性介质中保存和使用.     

壳聚糖季铵盐/磺化聚醚砜复合纳滤膜的制备与表征

以磺化聚醚砜(SPES)为支撑底膜,2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖(HACC)水溶液为表面活性层的铸膜液,采用涂敷法制备了HACC/SPES复合纳滤膜.考察了HACC浓度、浸涂时间、干燥温度和时间对膜性能的影响,优化了制膜条件.在优化条件下,复合膜的纯水通量为25.8L/(m~2·h),膜对PEG1000的截留率为90%,对盐的截留率低至百分之十以下,该膜可望应用于盐与有机物的分离.     

正渗透过程参数对渗透性能的影响

正渗透是新的非热能驱动膜过程。采用界面聚合的方法制备了中空纤维复合膜。以Na2SO4、MgSO4、NaCl和Mg-Cl2水溶液作为驱动液进行了正渗透实验。实验表明,正渗透通量随着驱动液浓度的增加而增加,其中Na2SO4、MgCl2水溶液的渗透通量大于MgSO4、NaCl水溶液的。驱动液中无机盐向原水中扩散的渗透速率随无机盐浓度的增加而增加,且MgCl2>NaCl>Na2SO4>MgSO4。原水流速对正渗透通量的影响极小,而驱动液流速对正渗透通量的影响较大。     

聚偏氟乙烯膜的研究进展

探讨和介绍了聚偏氟乙烯(PVDF)微孔膜、超滤膜、共混膜和改性膜近来的研究情况，提出开发高性能的疏水性微孔膜和小孔径亲水性超滤膜，并解决亲水性PVDF膜的耐污染问题，成为PVDF膜的主要研究方向、     

ISI/IMs共混型镶嵌荷电膜的研制

以嵌段共聚物ＩＳＩ和ＩＭｓ的共混物为原料，ＰＰ微孔膜为基膜制成了复合膜，再经过交联、季胺化和磺化而制成了一种新的共混型镶嵌荷电膜。进一步的研究显示，该膜具有典型的镶嵌荷电膜结构及性能特点，与ＭｓＩＳＩＭｓ五嵌段荷电膜具有相似的膜形态与膜结构；电性能也十分相近，膜面电阻分别为３５０、９７０Ω·ｃｍ＾２，电压渗系数分别为８×１０＾－９、６．１×１０＾－９Ｖ／Ｐａ。表明可以用ＩＳＩ／ＩＭｓ共混物代替五嵌     

聚氯乙烯合金分离膜研究进展

本文介绍了ＰＶＣ分离膜材料合金化对膜的亲水性、成膜性、膜结构、膜的渗透和分离性能的影响,以及ＰＶＣ／Ｐ２合金体系的相容性对膜结构和性能的调控作用     

不对称聚乙烯醇缩丁醛超滤膜的形成

采用浸没沉淀相转化法在二甲基乙酰胺(DMAC)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基甲酰胺(DMF)及二甲亚砜(DMSO)等4种溶剂下制备了聚乙烯醇缩丁醛(PVB)超滤膜,铸膜液组成为PVB-溶剂二元体系,水为非溶剂.利用扫描电子显微镜(SEM)观察了PVB膜的表面形貌与断面结构,并对其渗透及分离性能进行了测试,同时着重讨论了PVB膜表面结构的形成机理.结果表明,溶剂种类不仅决定了PVB-溶剂二元体系的热力学稳定性,同时也影响了其成膜过程的动力学效应;PVB膜断面结构受溶剂-非溶剂相互扩散速度的控制,而膜表面形貌则是铸膜液平衡热力学与成膜动力学结合的结果;不同溶剂的PVB超滤膜纯水通量大小的顺序依次为DMSO＞DMAC＞DMF＞NMP,其截留分子量则分别在40 000～50 000道尔顿之间.     

反渗透复合膜最新研究进展

反渗透膜在海水淡化、超纯水制备、污水处理、制药及生物技术等领域得到了广泛应用.目前,最成功的反渗透膜是通过界面聚合方法制备的以交联聚酰胺为分离皮层的复合膜.交联聚酰胺皮层的结构和性质对最终反渗透膜的分离性能起关键作用.本文简要介绍了界面聚合复合膜的形成过程和结构、新型界面聚合功能单体、界面聚合反应添加剂、纳米杂化反渗透复合膜、高耐氯氧化性反渗透膜,以及反渗透复合膜表征方法创新等方面的研究进展和发展趋势.     

聚四氟乙烯膜的制备及性能

以聚乙烯醇(PVA)为成膜载体,由聚四氟乙烯(PTFE)分散乳液制得PTFE疏水膜,分析和讨论了膜烧结后的组成、动态力学性能的变化,用扫描电子显微镜(SEM)观察了膜表面形貌。结果表明:(1)制备的PTFE膜较PTFE在组成上无明显变化;(2)经定长和松弛状态烧结的PTFE膜,其DMA谱图的α转变较PTFE未发现较大变化;(3)经定长状态下烧结后所得PTFE膜中原纤网络结点之间构成了较为疏松的微孔结构,而在松弛状态下烧结所得膜的微孔结构较为致密。     

生物基聚乳酸微孔膜的制备及透析性能

通过浸没沉淀相转化法制备生物基聚乳酸(PLLA)微孔膜,并考察溶剂种类和致孔剂种类及致孔剂分子量对微孔膜结构和性能的影响.分别考察N-甲基吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)和1,4-二氧六环(DO)作为溶剂对PLLA膜微孔结构的影响,研究用聚乙二醇(PEG6000)和聚乙烯基吡咯烷酮(PVP-K30)作为致孔剂对PLLA膜微孔结构、平均孔径、水通量及接触角的影响;不同分子量的致孔剂PEG(600、6000、10000)对PLLA膜微孔结构、平均孔径及水通量的影响.通过扫描电镜照片发现,NMP和DMAc作为溶剂可得到指状孔,而DO作为溶剂得到胞状孔,PEG和PVP-K30作为致孔剂均可促进PLLA膜大孔的形成,PVP-K30可使PLLA膜表面更为多孔,不同分子量的PEG作为致孔剂会同时影响PLLA膜的孔径和皮层厚度.通过对制备的PLLA微孔膜的水通量及尿素、溶菌酶和牛血清蛋白的透过性能分析表明聚乳酸膜具有较好的溶质选择透过性,有望成为具有良好生物相容性和透析性能的新一代血液透析膜材料.     

膜催化技术的应用(Ⅰ)——用氢渗透膜同时实现催化反应和产品分离

本文介绍了膜技术在新的领域——催化反应过程中的应用。特别是对涉氢反应,金属膜或金属多孔膜本身具有催化作用。同时,用氢渗透膜控制氢的传递可以达到选择性加氢的效果,在脱氢反应中产物氢连续地透过膜而移走,可使反应的转化率大大提高。膜技术的有效应用还可同时实现产品分离,即一膜两用。     

聚乙烯醇缩丁醛超滤膜的制备

用聚乙烯醇缩丁醛(PVB)作为本体高分子材料,用浸没沉淀相转化法制备PVB不对称超滤膜;扫描电镜照片显示所制膜的超滤结构.研究了PVB本体浓度、制膜间隙、凝胶浴温度以及乙酸添加剂等因素对PVB不对称超滤膜性能的影响;比较了乙酸及聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)作为添加剂对大孔径PVB超滤膜皮层结构的影响.当PVB本体浓度为12%时,膜的纯水通量及牛血清白蛋白(BSA)溶液通量分别为876.4 L/(m2.h)和89.8 L/(m2.h),此时膜对BSA的截留率为96.8%;PVB膜纯水通量随着制膜间隙的增加及凝胶浴温度的上升而降低;乙酸及PVP的添加均提高了PVB超滤膜的纯水通量,通量增加幅度分别为136%和171%.     

新型耐高温聚酰胺复合纳滤膜的制备及性能研究

以耐高温的杂萘联苯聚芳醚超滤膜为基膜,通过哌嗪(PIP)与均苯三甲酰氯(TMC)的界面聚合反应制备了复合纳滤膜.研究了界面聚合条件对膜性能的影响;利用扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)分析了膜表面形貌,并用统计法计算了膜表面粗糙度;考察了操作条件对膜性能的影响,及膜对染料和无机盐的分离性能.结果表明,所制备的复合膜具有良好的热稳定性,在1.0MPa,80℃下对Na2SO4的截留率保持在96%以上,而通量高达400L/(m2·h).在1.0MPa,60℃下复合膜对低分子染料的截留率较高,且通量达到180～210L/(m2·h),对NaCl的截留率低于20%.