聚偏氟乙烯有机膜的共混改性及性能研究

将聚偏氟乙烯和高分子聚合物共混,通过溶胶-凝胶相转化法研制综合性能良好的微孔膜,考察了铸膜液浓度、PVDF与共混添加剂的配比、凝胶浴温度、溶剂挥发时间和酸、碱、氧化处理对共混膜性能的影响.结果表明,随着铸膜液中聚合物总含量、膜液的黏度增加,纯水通量总体呈下降趋势,孔隙率先增加后减小,最后趋近平衡;随着共混添加剂在铸膜液中相对含量的增加,纯水通量先增加后减小,孔隙率可得到有效提高,平均孔径变化不大;凝胶浴温度对纯水通量没有较大影响;延长溶剂的挥发时间,使平均孔径减小;找到合适的共混添加剂并选择适当的膜液组成,能够使共混改性膜的纯水通量、孔隙率、抗酸、碱、氧化性能较改性前得到有效提高.其中纯水通量较改性前提高10％左右,孔隙率提高15％左右,说明共混化是一种改善PVDF膜性能的有效方法,具有极好的实用开发价值.     

凝胶相转化温度和空气预蒸发时间对PVDF超滤膜性能及结构的影响

利用非溶剂相转化法(NIPS),以聚偏氟乙烯(PVDF)/聚乙烯吡咯烷酮(PVP)/N,N-二甲基乙酰胺( DMAC)为铸膜液体系,水为凝固浴制备了大通量超滤膜.考察了铸膜液温度、凝胶浴温度、空气预蒸发时间等条件对超滤膜性能与结构的影响.研究结果显示,随着铸膜液和凝胶浴温度的提高,膜纯水通量增大,强度增强,截留率降低,膜的第一泡点压力减小,膜的孔隙率随铸膜液温度升高而增大,随凝胶浴温度升高先增大后减小,膜断面指状孔发育较为通透,海绵层致密.延长铸膜液在空气预蒸发时间,膜的第一泡点压力和孔隙率降低,超滤膜截留率提高,通量和强度变化不大.     

不同聚合物分子量对相转化法制备PVDF微滤膜性能的影响

研究了不同聚合物分子量对浸没沉淀相转化法制备聚偏氟乙烯(PVDF)微滤膜的形态结构、成膜厚度、过滤性能、亲水性、孔隙率、临界通量以及污染性能的影响。试验结果表明,随聚合物分子量的增加,铸膜液黏度越大,越利于膜亚层形成指状连通结构,孔隙率逐渐增大,但成膜厚度及纯水通量逐渐降低。聚合物分子量在一定程度上会影响膜亲水性及膜抗污染性能,即在一定范围内膜的亲水性能及抗污染性能会随聚合物分子量呈正相关性,但超出一定范围则呈负相关性,而临界通量值则随分子量的提高呈现出略微减少的趋势,但相差不大。     

凝胶浴条件对PVDF/CaCO3共混中空纤维膜性能和结构的影响

采用干-湿相转化法制备了PVDF/CaCO3共混中空纤维膜,考察了芯液组成和外凝胶浴温度对共混膜结构和性能的影响。结果表明,随芯液中酸含量增加,膜纯水通量迅速升高,BSA截留率略有下降;膜拉伸强度下降,断裂伸长率增加。SEM图显示,膜断面指状孔的数量增多、支撑层厚度变薄、膜亚层海绵孔增加;相应孔隙率升高,而泡点压力略微下降。当外凝胶浴温度较高时,膜支撑层和外皮层较为致密,导致膜纯水通量明显下降,同时BSA截留率在80℃高温外凝胶浴时,由于膜外皮层上出现少量大孔结构,而迅速下降为62.55%。     

不同聚合物浓度对聚醚砜微滤膜性能的影响

研究了不同聚合物浓度对浸没沉淀相转化法制备聚醚砜(PES)微滤膜的形态结构、成膜厚度、孔隙率、过滤性能、亲水性的影响。实验结果表明:随聚合物浓度的增加,铸膜液黏度增大,导致铸膜液分相固化时间较短,表面孔隙率逐渐减少,且成膜孔隙率、纯水通量及膜亲水性均在聚合物浓度为14%时呈现最佳值。     

铸膜液中水含量对聚砜超滤膜结构和性能的影响

试验在环境温度20℃、相对湿度50%、凝胶浴温度20℃的条件下制膜,在聚砜(PS)铸膜液中添加水为非溶剂添加剂,研究水添加量对铸膜液粘度、膜性能和结构的影响.结果表明,水的添加对铸膜液起到了增粘的作用;30℃ PS的质量分数为14%铸膜液所成膜的纯水通量随铸膜液中水的添加量的增加大体上呈增加的趋势,从59.1增大到126.4 L·m~(-2)·h~(-1);截留率则略有下降;相应的膜表面的孔径增大、孔增多;相同水添加量(质量分数0.05%)PS的质量分数为14%的铸膜液粘度随温度的升高而减小;铸膜液温度的升高,相应的膜的纯水通量随之增加,截留率则略有下降.     

聚偏氟乙烯管式微孔膜的工艺研究

对聚偏氟乙烯(PVDF)管式微孔膜生产工艺进行了研究。系统地讨论了相转化法制备管式微孔膜过程中各个因素的影响。研究发现,铸膜液温度对PVDF管式膜截留率和纯水通量影响不明显;铸膜液中加入NH4Cl后,膜的纯水通量增加,截留率减小,孔径增大;不同凝固浴制得的PVDF管式微孔膜不同,膜的纯水通量和截留率也不同。     

聚砜管式超滤膜的制备及其结构性能研究

采用浸没相沉淀法制备聚砜(PSF)管式超滤膜。以纯水通量、卵清蛋白截留率、扫描电镜表征膜的结构和性能,考察了PSF含量、凝固浴温度和组成、添加剂种类和含量对PSF管式膜成膜性能及结构的影响。结果表明,凝固浴温度升高、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)含量增加、PEG-400含量增加,都可以使膜的水通量增加、截留率降低;而凝固浴中添加溶剂二甲基乙酰胺(DMAc)、铸膜液中PSF含量的增加,都可以使膜的通量减小,截留率升高。     

碳纳米管-聚偏氟乙烯共混超滤膜的制备及性能研究

采用硫酸、硝酸混酸改性多壁碳纳米管(MWNTs),将改性的MWNTs分散于1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中,再与聚偏氟乙烯(PVDF)的NMP溶液混合,采用浸没相转化法制备MWNTs-PVDF复合超滤膜,考察了制膜条件对膜结构和性能的影响。结果表明,当铸膜液中MWNTs的质量分数到达0.09%、凝胶浴温度达到30℃时,纯水通量最大;随着预蒸发时间的延长,纯水通量下降;铸膜液溶解温度在40～80℃时,所制膜的纯水通量也随溶解温度的升高而增加。     

聚偏氟乙烯管式微孔膜的工艺研究

对聚偏氟乙烯(PVDF)管式微孔膜生产工艺进行了研究。系统地讨论了相转化法制备管式微孔膜过程中各个因素的影响。研究发现，铸膜液温度对PVDF管式膜截留率和纯水通量影响不明显；铸膜液中加入NH4Cl后，膜的纯水通量增加，截留率减小，孔径增大；不同凝固浴制得的PVDF管式傲孔膜不同，膜的纯水通量和截留中也不同。     

炭化条件对多孔炭膜性能的影响

以石油沥青为原料,采用无粘结剂成型制备多孔炭膜,考察了炭化条件对炭膜的Ｈ２和Ｎ２气体渗透率和理想分离系数的影响,并用压汞法表征了炭膜的孔径分布,结果表明：炭化温度是影响炭膜性能的关键因素,制备的炭膜具有均匀性孔径分布,平均孔径为１５３ｎｍ。     

膜接触器及相关过程

膜接触过程是一个相当广义的膜过程,它包括膜蒸馏,膜萃取,膜吸收,膜吸附,膜汽提和渗透萃取等,其主要优点是膜的堆砌密度高,可提供极大的膜面积,使接触的两种介质间进行传递,其主要缺点是膜的传质阻力较大和不稳定性等,本文简要综述了这一过程的主要方面,各种膜接触器,相关过程,应用和潜在应用等。     

聚醚砜膜原位清洗方法的实验研究

实验对已污染的聚醚砜膜进行了清洗的研究,并通过测量各种清洗剂清洗后膜水通量的恢复,确定适宜的清洗剂、清洗时间、清洗液浓度和操作压力,选择出最佳的清洗方案,取得较好的清洗效果。通过研究表明:被污染的聚醚砜膜用混合清洗剂清洗恢复率可达到85%,效果要明显优于单一的清洗方法。     

一体式膜生物反应器膜污染现象及清洗试验研究

对新膜和在一体式膜生物反应器中运行而被污染的膜作扫描电镜对比,从微观角度解释膜污染现象。短期运行22d和长期运行210d的膜分别经冷水→热水→次氯酸钠→乙醇清洗,膜通量恢复到新膜的94.4%和70.3%;将另一长期运行210d的膜改变清洗程序为冷水→热水→次氯酸钠→硫酸,膜通量恢复到新膜的61.4%,说明不同的清洗程序清洗效果不同。将短期运行和长期运行的膜组件按Darcy定律过滤模型计算:二者运行后膜总阻力增大,短期运行22d和长期运行210d后,由于浓差极化和膜污染产生的阻力大约是膜自身阻力的4倍和11倍。     

膜的污染和劣化及其防治对策

较为系统地介绍了膜污染和劣化的定义和特点,因膜污染和劣化而造成的膜性能变化,以及如何预防、减少或清除膜污染和劣化的一些通用方法。     

膜生物反应器处理小区污水条件的优化

由于膜污染是限制膜生物反应器(MBR)应用与推广的主要因素。为此,本研究以MBR处理某小区污水为例,选择粉末活性炭投加量、活性污泥浓度及曝气量进行L12(43)正交试验,确定最佳的操作条件分别为2 g/L、7 g/L、6 m3/h;并在此基础上进行平行对比试验,其膜阻的最大差值达21.05 kPa,导致膜污染形成和发展的主要物质蛋白质/多糖值与膜压差上升速率存在线性关系。     

膜分离技术

本文简要回顾了膜分离技术的发展历史。简述了膜分离技术的基本原理及分类，并对其发展趋势进行了展望。     

新膜及膜过程的研究现状及发展动向

本文综述了双极性膜及其电渗析、膜蒸馏、膜萃取、无机膜等新膜及膜过程，简要说明其研究状况，应用前景和发展动向。     

膜生物反应器中膜的污染与清洗

通过不同清洗方法对膜通量恢复效果的评价以及对污染膜和各步清洗后对膜表面和断面形貌的观察，对膜生物反应器工艺中的膜污染特征和膜污染进行了研究。结果表明，清水冲洗能消除纤维膜之间淤积的污泥和膜表面松散的污染层，次氯酸钠可以清除膜表面的微生物和有机污染物，而硫酸和柠檬酸能清除膜上的无机物垢。在膜外表面的污染物主要为生物膜和凝胶层污染，而膜内表面的污染物主要为滋生的微生物和无机污染物。对应各步清洗后膜通量的恢复，可以推出，在试验的工艺条件下，无机物污染对膜过滤阻力的影响较大。在此基础上．为延缓膜污染对膜生物反应器提出三点建议．