碳纳米管填充聚氨酯膜的制备及渗透汽化性能研究

渗透汽化膜分离技术在苯酚/水领域引起广泛关注。文章对端羟基聚丁二烯(HTPB)基的聚氨酯膜进行填充改性并研究其对苯酚/水体系的渗透汽化性能。利用物理和化学方法将β-环糊精(β-CD)接枝到羟基碳纳米管(MWNTs-OH)上,制备两种碳纳米管,并对改性后的碳纳米管进行元素分析。将改性后的两种碳纳米管填充到聚氨酯中。研究发现,物理改性羟基化碳纳米管的渗透通量最大,80℃达175.56 kg·μm·m-2·h-1,但是分离因子为2.8;化学改性的羟基化碳纳米管的分离性能较优,80℃下膜的分离因子为3.6,渗透通量为101.73 kg·μm·m-2·h-1。     

二苯并-18-冠醚-6/聚醚嵌段酰胺膜富集水中苯酚性能研究

为提高聚醚嵌段酰胺 （PEBA）膜对水中苯酚的选择分离性能,采用二苯并-18-冠醚-6 (CE) 对PEBA膜进行改性制备了PEBA/CE渗透蒸发膜。通过FT-IR、SEM表征证实了CE与PEBA紧密结合且CE均匀分布在膜表面;AFM表征表明CE的修饰有效地提高了膜表面与苯酚的接触面积;水接触角测试表明CE的修饰极大地提高了PEBA/CE膜的疏水性。同时系统地研究了膜中CE含量、原料液苯酚浓度、进料温度对膜渗透汽化性能的影响,结果表明CE能显著提高PEBA膜对苯酚的选择性,在料液苯酚为0.8%（质量）及70℃操作温度条件下,当CE 的添加量为PEBA的6%（质量）时,PEBA/CE-6膜的分离因子和渗透通量分别为23.34和494.40 g/(m²·h),远超PEBA膜性能[分离因子8.46,总渗透通量547.48 g/(m²·h)]。长期性能稳定性测试表明所制备PEBA/CE-6膜具有良好稳定性,具有较好的工业运用潜力。     

渗透汽化-结晶耦合分离稀溶液中的香兰素

以聚醚嵌段共聚酰胺(PEBA2533)为膜材料,采用干法相转化法制备性能优异的高分子膜,用于渗透汽化-结晶耦合(PVCC)分离系统中回收稀水溶液中的香兰素。采用扫描电子显微镜(SEM)对PEBA2533膜的形貌进行表征。考察原料液浓度、温度对膜渗透汽化性能的影响。结果表明:随着溶液浓度的增加,PEBA2533膜溶胀性能增加,说明PEBA2533能够优先吸附香兰素;随原料液浓度增加,香兰素渗透通量增加,分离因子略微下降;原料液温度增加,香兰素渗透通量和分离因子都增加;并通过Arrhenius方程计算得到香兰素比水对温度更加敏感。PVCC系统中控制一级冷凝器温度为2℃时,一级冷凝器中结晶态香兰素通量为39.52 g·m~(-2)·h~(-1),纯度在99%以上。     

渗透汽化-结晶耦合分离稀溶液中的香兰素

以聚醚嵌段共聚酰胺（PEBA2533）为膜材料,采用干法相转化法制备性能优异的高分子膜,用于渗透汽化-结晶耦合（PVCC）分离系统中回收稀水溶液中的香兰素。采用扫描电子显微镜（SEM）对PEBA2533膜的形貌进行表征。考察原料液浓度、温度对膜渗透汽化性能的影响。结果表明：随着溶液浓度的增加,PEBA2533膜溶胀性能增加,说明PEBA2533能够优先吸附香兰素;随原料液浓度增加,香兰素渗透通量增加,分离因子略微下降;原料液温度增加,香兰素渗透通量和分离因子都增加;并通过Arrhenius方程计算得到香兰素比水对温度更加敏感。PVCC系统中控制一级冷凝器温度为2℃时,一级冷凝器中结晶态香兰素通量为39.52 g·m^-2·h^-1,纯度在99%以上。     

聚醚共聚酰胺(PEBA)膜的溶胀和渗透汽化行为研究

用涂布法制备出PEBA均质膜,分别测试了膜在纯醋酸正丁酯、水以及醋酸正丁酯稀水溶液中的溶胀率,并考察了浸泡时间、温度和溶液浓度对溶胀率的影响;结果表明:PEBA膜在水中溶胀很小,对醋酸正丁酯具有优先吸附能力;溶胀率随浸泡时间的延长、浸泡液浓度和温度的升高而逐渐上升。渗透汽化实验表明膜对醋酸正丁酯的良好选择性,膜的渗透通量和分离因子随着浓度的增加而增加,渗透通量随着温度的升高而增加,但分离因子随温度的升高而减小;当原料液浓度为0.6%(wt)时,醋酸正丁酯的渗透通量为143.9g·m-2·h-1,分离因子达到236.9。     

β-环糊精/聚醚共聚乙酰胺填充膜的制备及渗透汽化分离水中微量苯酚

将β-环糊精(β-CD)添加到聚醚共聚乙酰胺(PEBA)中制备β-环糊精/聚醚共聚乙酰胺填充膜(β-CD-f-PEBA),用于苯酚-水的渗透汽化分离研究。SEM、FTIR表明β-环糊精在膜中分散均匀且与膜结合紧密,与膜间只有氢键相互作用而未发生化学交联。拉伸实验表明膜的拉伸强度和断裂强度均随着β-CD添加量的增加先减小后增大。采用基团贡献法计算了PEBA、苯酚及水的溶解度参数,证明PEBA膜对苯酚具有较高的选择吸附性。通过溶胀验证膜对苯酚的选择吸附性能,膜对苯酚的吸附量度随着料液中苯酚浓度和膜中β-CD添加量的增加而增加。考察了PEBA和β-CD-f-PEBA膜的渗透汽化性能,当β-CD填充量为0.5%(质量)时,分离效果最佳,渗透通量和分离因子分别为3062.9 g·m~(-2)·h~(-1)和43.3。通过Arrhenius方程计算苯酚和水的渗透活化能分别为97.19和52.12k J·mol-1。重复实验表明β-CD-f-PEBA膜的操作稳定性良好。     

β-环糊精/聚醚共聚乙酰胺填充膜的制备及渗透汽化分离水中微量苯酚

将β-环糊精（β-CD）添加到聚醚共聚乙酰胺（PEBA）中制备β-环糊精/聚醚共聚乙酰胺填充膜（β-CD-f-PEBA）,用于苯酚-水的渗透汽化分离研究。SEM、FTIR表明β-环糊精在膜中分散均匀且与膜结合紧密,与膜间只有氢键相互作用而未发生化学交联。拉伸实验表明膜的拉伸强度和断裂强度均随着β-CD添加量的增加先减小后增大。采用基团贡献法计算了PEBA、苯酚及水的溶解度参数,证明PEBA膜对苯酚具有较高的选择吸附性。通过溶胀验证膜对苯酚的选择吸附性能,膜对苯酚的吸附量度随着料液中苯酚浓度和膜中β-CD添加量的增加而增加。考察了PEBA和β-CD-f-PEBA膜的渗透汽化性能,当β-CD填充量为0.5%（质量）时,分离效果最佳,渗透通量和分离因子分别为3062.9 g·m^-2·h^-1和43.3。通过Arrhenius方程计算苯酚和水的渗透活化能分别为97.19和52.12 kJ·mol^-1。重复实验表明β-CD-f-PEBA膜的操作稳定性良好。     

ZIF-67/PEBA杂化膜分离水中乙酸乙酯

为了提升从水溶液中回收乙酸乙酯的渗透汽化分离效率,将疏水ZIF-67颗粒填充到聚醚共聚酰胺(PEBA)中,制备得到ZIF-67/PEBA杂化膜。通过扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、接触角测量、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、热重(TGA)和溶胀度测试等手段对ZIF-67和杂化膜的物理化学性质进行表征,通过渗透汽化实验考察ZIF-67质量分数、进料质量分数和温度对膜分离性能的影响。结果表明ZIF-67与PEBA基质之间为物理共混,杂化膜疏水性增强。随着ZIF-67质量分数的增加,总渗透通量先降低后升高,分离因子先升高后降低,当ZIF-67质量分数为5%时分离因子最高;随着进料质量分数或温度增加,总渗透通量和分离因子均增加,最大总渗透通量为2299g·m~(-2)·h~(-1),最大分离因子为122。研究为渗透汽化技术工业化应用提供了必要的基础数据和理论依据。     

环糊精修饰沸石改性聚氨酯膜的制备及脱酚性能研究

采用β-环糊精(β-CD)对沸石(ZSM-5)进行化学改性,得到3种β-CD修饰的沸石,并将改性后的沸石填充到聚醚型聚氨酯(PU)中,制备了3种改性膜。采用红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)和热重(TG)手段对改性的沸石以及改性膜进行了结构和热性质表征,考察了不同改性沸石填充膜的渗透汽化脱酚性能。结果表明,填充了改性沸石的PU膜可以有效分离苯酚/水混合物中的苯酚,3种改性沸石填充的膜的渗透通量均显著大于未改性沸石填充膜和空白膜,其中以异氰酸酯为桥联结构接枝环糊精沸石填充膜综合分离性能最佳,对于80℃含0.3%的苯酚水溶液,渗透通量为43.35 kg·μm/(m~2·h),分离因子为15.24。     

蒙脱石填充改性PDMS膜对稀溶液中苯的渗透分离性能

研究了CTAB柱撑改性蒙脱石填充聚二甲基硅氧烷(PDMS)膜对稀溶液中苯的渗透分离性能,考察了操作温度、有机蒙脱石填充量及料液中苯浓度对填充膜分离性能的影响. 结果表明,蒙脱石的填充不但能增强膜的机械性能,而且能明显改善膜的分离性能,随着蒙脱石填充量的增加,渗透通量增大,而分离因子先增大后减小;随着操作温度的提高,渗透通量明显增大,分离因子却减小;当料液中苯浓度增大时,苯通量增大,水通量保持不变,而分离因子减小. 用填充量为9.09%的填充膜对苯浓度为1000 kg/kg的料液进行渗透汽化实验,得到膜的渗透通量为115 g/(m2×h),分离因子达到798,比纯PDMS膜通量增大了12%,分离因子增大了32%.     

APTES改性ZIF-L/PEBA混合基质膜强化渗透汽化分离苯酚研究

渗透汽化(PV)膜分离是一种高效节能、无污染的化工分离技术,在有机废水处理领域的应用潜力巨大。以3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)改性二维ZIF-L(AZLs),将其引入聚醚嵌段酰胺(PEBA)内制备AZLs/PEBA混合基质膜,用于分离水溶液中的苯酚。系统表征了所制膜的微结构与物化特性,考察了APTES添加量、AZLs填充量、操作温度、料液浓度等对膜分离性能的影响。结果表明：AZLs均匀分散在PEBA基质中,表明两者具有良好的界面相容性。AZLs的加入使得膜疏水性增强而表面自由能降低,从而提高了PEBA膜的选择性。当分离80℃、1000 mg/kg苯酚水溶液时,AZLs/PEBA膜总通量可达2046 g/(m²·h),分离因子为25.4,并且具有一定的稳定性。所制AZLs/PEBA混合基质膜在含酚废水处理方面具有应用前景。     

碳纳米管改性聚氨酯膜的脱酚性能研究

采用聚醚型聚氨酯(TX180UV)和窄口径羧基化多壁长碳纳米管(XFM03)、宽口径羧基化多壁短碳纳米管(XFM36)、窄口径羟基化多壁长碳纳米管(XFM02)、窄口径羧基化多壁短碳纳米管(XFM06)四种不同的碳纳米管制备了六种不同聚氨酯膜,并进行渗透汽化测试以及用红外光谱和扫描电镜断面对其进行表征。结果表明:羧基化碳纳米管分离性能更好;短碳纳米管分离性能更好;宽口径碳纳米管分离性能更好;羧基化宽口径短碳纳米管(XFM36-PU)的分离性能最好。     

不同功能化碳纳米管对聚醚醚酮阻燃性能的影响

以聚醚醚酮(PEEK)为基体,碳纳米管(MWNTs)、羟基化碳纳米管(MWNTs-OH)、羧基化碳纳米管(MWNTs-COOH)为添加剂,通过熔融共混、模压成型的方法制备了3种不同的PEEK/MWNTs复合材料,通过热重分析法、锥形量热法对复合材料的热稳定性、阻燃特性进行研究。结果表明:纯聚醚醚酮材料比碳纳米管/聚醚醚酮试样容易点燃;羧基化碳纳米管/聚醚醚酮试样相比于其他的试样拥有更低的平均释放速率和热释放速率峰值(PHRR),PHRR较单纯的聚醚醚酮降低了16%;初始氧化温度达到507℃,具有较好的热稳定性。     

紫外光辐照VBIMBr接枝PI渗透汽化膜的制备及性能

以功能化离子液体溴化-1-丁基-3-乙烯基咪唑(VBIMBr)为改性剂,使用紫外光辐照法对PI膜进行改性,制备VBIMBr接枝改性PI渗透汽化膜,并对辐照时间、辐照距离和单体浓度等制备参数进行了优化.在辐照时间30 min,辐照距离30 cm,单体浓度15wt％的优化条件下,所制得的接枝改性膜对90wt％异丙醇-水体系的渗透通量为48.18 g/(m2?h),分离因子为1536.01.与PI膜相比,接枝改性膜的渗透通量降低了10.6％,分离因子提升了797.7％.     

硅橡胶渗透蒸发分离膜改性研究进展

膜材料改性和膜结构改性作为改变硅橡胶渗透蒸发膜的分离性能（渗透通量和分离因子）、抗污染性、物理化学稳定性的有效手段而吸引了大量的研究和开发兴趣。重点介绍了硅橡胶渗透膜的改性方法研究进展,包括交联法、填充法、溶剂占位法等,并对其发展前景进行了展望。     

PES/fMWNT共混超滤膜的制备及其抗污染研究

采用非溶剂致相分离法(NIPS)制备聚醚砜/羧基化碳纳米管共混膜,以N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)和N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂,聚乙二醇(PEG4000)为致孔剂。研究了碳纳米管添加量和管径对膜结构和膜性能的影响。结果表明,共混膜的拉伸强度、杨氏模量随着碳纳米管含量的增加先增大后减小,但随着碳纳米管的管径增加而减小。当碳纳米管含量为1. 0%,管径为20～30 nm时,聚醚砜/碳纳米管共混膜的接触角从纯聚醚砜膜的78. 16°降到64. 30°,纯水通量达到50. 39 L/(m~2·h),是纯聚醚砜通量的4倍,对牛血清蛋白(BSA)截留率保持在95%以上,通量恢复率从54. 29%增加到84. 59%,抗污染性能较纯聚醚砜膜明显提高。     

有机硅烷改性PDMS/Silicalite渗透汽化杂化膜制备及其分离性能

采用硅烷偶联剂对全硅沸石Silicalite-1进行表面改性,以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为基体,制备了渗透汽化PDMS/Silicalite杂化膜. 用FT-IR, TGA等对改性的效果和杂化膜的热稳定性能进行了表征,并以低浓度乙醇/水体系为研究对象,以渗透通量和分离因子为评价指标,考察了料液组成、进料温度、循环流速、膜下游侧真空度等因素对改性杂化膜分离性能的影响. 结果表明,硅烷改性沸石所制杂化膜对低浓度乙醇/水体系的分离因子比空白膜和未改性杂化膜分别提高136%和45%. 随料液中乙醇浓度从5%增加到69%,膜分离因子从22降低到7,而其他因素对膜的选择性影响较小.     

分离有机水溶液的聚离子复合膜（Ⅰ）

进行了ＰＡＮ多孔膜的表面水解改性及聚离子复合改性，探讨了水解反应温度、碱液浓度、水解时间等对膜的渗透汽化分离性能的影响。结果表明，ＰＡＮ超滤膜经水解和聚离子复合改性后，可制成性能优良的渗透汽化膜。用于对乙醇水溶液进行渗透汽化分离，当进料浓度为９０％（ｗｔ），进料温度为６４℃时，渗透通量为１２００ｇ／ｍ２．ｈ左右，分离因子为２４０。     

聚乙烯醇/碳纳米管复合超滤膜的制备及应用研究

以聚乙烯醇(PVA)为基膜材料,以羧基化碳纳米管(c-CNT)为添加剂,采用浸没沉淀相转化法制备了一种新颖的PVA/c-CNT复合超滤膜.考察了c-CNT的用量对膜力学性能、水通量、截留率及耐污染性能的影响.结果表明,当c-CNT用量为2份时,复合超滤膜的拉伸性能、水通量、截留率均达到最佳,膜的抗污染能力得到提高.分别...     

分离有机水溶液的聚离子复合膜（I）

进行了ＰＡＮ多孔膜的表面水解改性及聚离子复合改性，探讨了水解反应温度、碱液浓度１水解时间等对膜的渗透汽化分离性能的影响。结果表明，ＰＡＮ超滤膜经水解和聚离了复合改性后，可制成性能优良的渗透汽化膜，用于对乙醇水溶液进行渗透汽化分离，当进料浓度为９０％（ｗｔ），进料温度为６４℃时，渗透通量为１２００ｇ／ｍ＾２，ｈ左右，分离因子为２４０。