凝固浴组成对SMA/CPVC共混超滤膜的结构与性能影响

通过非溶剂致相分离（NIPS）法制备了苯乙烯-马来酸酐共聚物（SMA）/氯化聚氯乙烯（CPVC）共混超滤膜,探讨了凝固浴中不同溶剂（DMAc）含量对其超滤膜表面酸酐基团偏析程度、微观结构、亲水性、水通量、截留率和抗污染的影响。结果表明：凝固浴中溶剂含量的增加抑制了酸酐基团向膜表面的偏析,导致亲水性减弱;同时,铸膜液中溶剂与水分子之间扩散速率的变小引起延迟分相,使得膜表面孔径变小和分布变窄。当溶剂质量分数为3%时,超滤膜对牛血清白蛋白（BSA）截留率提升至98.10%、通量恢复率为96.82%,且不可逆污染率降为3.77%,表明凝固浴中适量的溶剂可进一步提高超滤膜抗污染性能。     

γ-BL/TEP混合溶剂对PVDF膜结构和性能的影响

通过溶解度参数预测,膜渗透性能检测,及扫描电镜(SEM)对膜形貌观察,考察了聚偏氟乙烯(PVDF)在γ-丁内酯(γ-BL)、磷酸三乙酯(TEP)为混合溶剂,乙二醇(EG)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)及其混合物为凝固浴时,相转化条件及溶剂配比对PVDF膜在孔隙率、纯水通量、BSA截留率,以及拉伸强度等性能方面的影响行为。结果表明,随混合溶剂中TEP质量分数的增加,凝胶浴中溶剂DMAc质量分数增大,PVDF膜皮层逐渐变薄,PVDF结晶球粒粒径变小,孔隙率增加,拉伸强度下降。当混合溶剂中TEP的质量分数为60%,凝胶浴DMAc含量30%时,膜纯水通量达2 100 L/(m2·h),BSA截留率仍保持58.7%,具有良好的超滤性能,可作为制备高通量、较高截留PVDF超滤膜的最佳条件。     

高溶剂含量第1凝固浴停留时间对PVDF膜结构和性能的影响

以聚偏氟乙烯(PVDF)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、二甲基乙酰胺(DMAc)为铸膜液体系,采用高含量溶剂DMAc水溶液作为第1凝固浴,水为第2凝固浴组成的双凝固浴制备PVDF中空纤维膜.通过扫描电镜(SEM)形貌观察,纯水水通量和BSA截留率测试,探讨了第1凝固浴停留时间对PVDF-PVP中空纤维膜性能与结构的影响.结果表明,随着膜丝在高溶剂含量第1凝固浴中停留时间从0变化至10s,膜丝纯水通量在2s时下降,之后持续增加,而BSA截留率不断降低.SEM显示随停留时间延长,膜表面孔隙率增加,亚层指状孔增多,大孔孔径增大,亚层海绵结构变得疏松.在停留时间为10s时,膜水通量达315 L·m-2.h-1,BSA截留率86％,可做为制备高通量PVDF超滤膜的最佳成形条件.     

亲水性PEO/PSF复合膜的制备与性能研究

以聚砜(PSF)作为膜材料,再以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为致孔剂,聚氧化乙烯(PEO)为添加剂,N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,通过浸没沉淀相转化法制备了一系列的PEO共混改性的PSF复合超滤膜。通过杯式超滤器,接触角测量仪,扫描电镜(SEM),红外光谱仪(FTIR)等表征手段探究了PEO的加入对复合膜性能的影响。结果表明,PEO的加入显著改善了膜的亲水性能和超滤性能。在PEO质量分数为0.8%时,改性的PEO/PSF复合膜性能最佳,纯水通量达到161.12 L/(m^2·h),对BSA溶液的截留率为99.05%。     

凝固浴组成对PVDF/PVDF-g-PAA共混膜结构与性能的影响

为了进一步提高PVDF膜的亲水性及渗透性能,本文通过在膜内引入聚偏氟乙烯接枝聚丙烯酸(PVDF-g-PAA),提高共混膜的亲水性,并在凝固浴中加入N, N-二甲基乙酰胺(DMAc),改善聚偏氟乙烯/聚偏氟乙烯接枝聚丙烯酸(PVDF/PVDF-g-PAA)共混膜的结构与性能。利用浊点法对PVDF/PVDF-g-PAA共混膜的成膜热力学进行了研究,相比于水/乙醇凝固浴,水/DMAc凝固浴的使用会抑制PVDF/PVDF-g-PAA的相分离速度,体系变得更加稳定。采用傅里叶红红外光谱仪(FT-IR)和X-射线光电子能谱仪(XPS)表征聚合物及膜的化学结构,并通过原子力显微镜和扫描电镜观察膜的表断面结构。结果表明,随着凝固浴中DMAc含量的增加,膜的致密皮层逐渐变薄,膜断面中的指状孔结构逐渐向海绵状结构转变,膜表面变粗糙,平均孔径增加,共混膜纯水通量变大。当DMAc含量为50%时,膜的纯水通量最高,可达(1 084±74)L/(m~2·h),同时具备较高的断裂强度(2.6±0.1)MPa。     

凝固浴体系对PVDF超滤膜性能与结构的影响

利用非溶剂相转化法(NIPS),以聚偏氟乙烯(PVDF)、聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)为铸膜液,水、二甲基乙酰胺(DMAC)、PVP体系为凝固浴,制备外压中空纤维超滤膜。研究了凝固浴中DMAC和PVP含量以及凝固浴温度对膜性能和结构的影响。结果表明,凝固浴中DMAC含量的增加可以提高超滤膜的通量、断裂伸长率和表面的孔径,降低膜丝拉力;PVP含量对膜通量、拉力与断裂伸长率有非线性影响,当着PVP的质量分数大于12%时,支撑层孔径明显增加;凝固浴温度升高可以增加膜的通量,而对孔隙率、拉力和断裂伸长率则影响不大。当凝固浴中DMAC和PVP的质量分数分别为35%和12%、凝固浴温度为70℃时,可以得到性能较好得超滤膜。     

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。     

PDA/MMT/PVDF超滤膜的制备及处理乳化油性能研究

以聚多巴胺(PDA)、硅烷偶联剂(KH550)改性蒙脱土为添加剂,采用非溶剂致相分离法制备聚偏氟乙烯(PVDF)共混超滤膜。利用SEM、接触角测量仪、测试水通量和BSA截留率等方法分析膜的结构与过滤性能。结果表明,KH550-MMT/PDA膜的过滤效果极好,水通量达到了893.67 L/(m²·h),截留率达到了91.14%。KH550-MMT/PDA的添加,能够改善膜的微观形貌结构,极大地提升了膜的孔隙率、截留率与水通量,显著降低了膜的接触角,极大地增强了膜的抗污染性能。在含油废水的实验中,过滤3种乳化含油废水的截留率均保持在90%以上,其中,煤油乳化油截留率为98.76%。     

微米SiO_2对PVDF膜性能的影响

以聚偏氟乙烯(PVDF)为基体材料,N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,加入二氧化硅(SiO_2),利用相转化法制得共混膜PVDF/SiO_2,利用扫描电子显微镜(SEM)观察共混膜的结构。另外,通过成膜动力学、水通量、截留率、接触角以及差示扫描量热法(TGA)等测试,对共混膜的性能进行表征,确定SiO_2的最佳用量。结果表明:与PVDF膜相比,添加微米SiO_2可使共混膜的综合性能显著提高,且随着SiO_2含量的增加,共混膜的热稳定性呈增强趋势。当PVDF与SiO_2质量比为90/10时,成膜性能较好,成膜后表面孔分散均匀且孔径较小,膜内部形成相互贯通的孔结构,水通量由12.8 L/(m~2·h)增大到62.72 L/(m~2·h),截留率提高了17.9%,接触角降低了8°,共混膜的综合性能最佳。     

SMA功能化PES超滤膜的制备及其性能研究

针对聚醚砜(PES)超滤膜表面疏水呈化学惰性的问题,通过引入含有活性酸酐基团两亲性大分子苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)实现超滤膜表面功能化。探讨酸酐基团的引入对膜微结构及分离性能的影响规律。结果表明,引入SMA后,超滤膜表面形貌由连续状结构变为海-岛结构。随着SMA含量增加,超滤膜孔径增大;FTIR证实,PES与SMA共混后酸酐基团稳定存在超滤膜表面,未发生水解;当SMA质量分数为4%时,PES/SMA超滤膜平均有效孔径约为42.5 nm,纯水通量为366 L/(m~2·h·10~5 Pa),对BSA蛋白截留率为86%。     

凝胶成份对PVDF/PVP中空纤维超滤膜结构与性能的影响

采用干-湿相转化法制备PVDF/PVP共混中空纤维超滤膜,通过改变内外凝胶浴组成控制膜的结构和性能,使用扫描电镜对不同凝胶条件下膜的微观形貌和结构进行了表征,以纯水通量和BSA截留率评价膜性能.结果表明,芯液中溶剂质量分数由10％升高至50％会使膜孔收缩,膜通量下降;芯液中甘油质量分数由10％升至30％后能使膜形成大孔结构,使通量增大.凝胶浴中溶剂质量分数高于40％,会使聚合物溶解,但加入质量分数1％的醋酸能降低高浓度溶剂的溶解作用,使通量升高.     

微纳纤维素与聚砜共混体系相容性的研究

通过微纳纤维素一聚砜制膜液的水通量、截留率、黏度的测定、相分离结构分析及凝胶特性分析等,研究其共混体系的相容性.研究结果表明,一定共混比例下,微纳纤维素在聚砜制膜液中分散均匀,黏度曲线呈非线性,该共混体系为部分相容体系.当聚砜质量分数18%,添加剂为PVP K30,添加质量分数为0.3%,蒸发时间为10 s,凝胶浴为水的制膜条件下,微纳纤维素质量分数为5.%时,复合超滤膜水通量最高可达235.27 L/(m²·h),截留率达95.35%.随着凝胶浴温度升高,复合超滤膜膜孔的梯度变好.     

二氧化钛光催化膜分离耦合技术在水处理中的应用

通过水热法制备纳米二氧化钛,采用相转换法制备TiO_2/PVDF膜,将该复合膜用于光催化膜反应器中,以1 g/L牛血清蛋白(BSA)溶液模拟天然大分子废水,以截留率和膜通量为参数,采用无光截留-光催化降解交替运行方式研究其光催化性能与膜分离性能。结果表明,添加纳米二氧化钛能增大PVDF膜的亲水性,二氧化钛质量分数为3%的TiO_2/PVDF膜亲水性最好,对BSA的截留率达到93%;采用交替运行方式,无光时膜表面截留大量的BSA分子,膜通量减小,衰减率达到85%~90%,加光通纯水一段时间后,由于纳米二氧化钛光催化降解膜表面的BSA大分子,膜通量逐渐恢复,恢复率均达到86%;连续交替运行后,周期逐渐缩短,恢复率趋于稳定。说明TiO_2/PVDF膜用于光催化膜反应器中,将光催化技术与膜分离技术耦合,显著地恢复了膜通量,增加膜的使用寿命,同时避免了催化剂流失。     

共混β-环糊精改性PVDF膜的制备及性能

以N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂、聚乙二醇20000 (PEG 20000)和聚乙烯吡咯烷酮K30 (PVP K30)为致孔剂,以β-环糊精(β-CD)为添加剂进行共混改性,采用非溶剂致相分离法(NIPS)制备了β-CD共混改性聚偏氟乙烯(PVDF)膜。考察了β-CD添加量对改性膜微观形貌、渗透性能和截留性能、亲水性和抗污染性能的影响。结果表明,添加β-CD后改性膜表面开孔数量及孔径增加,膜截面皮层变薄,亚层发展出小指状孔,贯通的大指状孔数量降低,指状孔壁上出现更为疏松的大孔结构。添加β-CD后改性PVDF膜的纯水通量和牛血清蛋白(BSA)截留率均大幅提高,其中β-CD添加量为4%时改性膜的综合性能最佳,其纯水通量为1 848 L/(m²·h·bar),BSA截留率为90.43%。添加β-CD后改性膜动态水接触角下降为0°的时间减少,说明其内在湿润性增强。改性膜在渗透性能和分离性能提高的同时保持了较好的抗污染性能,所有膜的通量恢复率均达到98%以上。     

PVDF/PVA亲水化改性超滤膜的制备及表征

采用聚乙烯醇(PVA)对PVDF超滤膜进行亲水化改性,研究不同PVDF/PVA优化配比(wt/wt)对共混超滤膜结构和的性能影响。结果表明,当PVDF/PVA配比为8/2时,纯水通量最大,为1542.3 L/m2·h,截留率最小,为56.30%,平均孔径为67.75 nm,孔隙率为78.61%,膜的接触角为41.68°,此时超滤膜的性能最好,膜表面多孔。     

添加剂对聚偏氟乙烯中空纤维超滤膜结构及性能的影响

在聚偏氟乙烯(PVDF)铸膜液中添加聚乙烯砒咯烷酮(PVP)、LiCl和苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA),采用相转化法制备了PVDF中空纤维共混超滤膜,并通过扫描电镜表征、膜通量和截留率测试等手段,研究了聚合物含量和不同添加剂对PVDF中空纤维膜的结构和性能的影响.结果显示,随着聚合物PVDF含量的增加,膜通量减小、截留率增加、拉伸强度增加;添加剂SMA对膜性能影响较大,PVP和LiC1含量对膜的结构及性能影响较小,随其含量的增加,膜截留率增加.     

纳米纤维素对聚偏氟乙烯复合超滤膜结构与性能的影响

选用乙酰化纳米纤维素(CNCs)作为聚偏氟乙烯(PVDF)膜的改性材料,通过共混改性方法制备新型CNCs/PVDF复合超滤膜,探究了乙酰化CNCs含量对CNCs/PVDF复合超滤膜的结构与性能的影响.结果表明:随着乙酰化CNCs质量分数从0增加到1.0％,复合超滤膜的表层膜孔增多,膜通量恢复率及对牛血清蛋白的截留率明显...     

氧化石墨烯改性PVDF超滤膜截留染料性能研究

采用氧化石墨烯(GO)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)对聚四氟乙烯(PVDF)超滤膜进行改性,以阳离子染料罗丹明B和阴离子染料刚果红为模型染料,研究GO添加量和pH、染料和NaCl含量对改性膜截留性能的影响。结果表明,GO添加质量分数为0.5%时,染料截留效果最好。高染料含量和高NaCl含量有利于提高膜对2种染料截留率,当染料的质量浓度50 mg/L、NaCl浓度为1 mol/L时,截留率分别达到75.2%和87.4%。pH对2种染料截留率有着相反的效果,低pH有利于提高膜对罗丹明B的截留率,高pH提高膜对刚果红的截留率。     

半互穿网络法制备聚偏氟乙烯复合超滤膜

利用半互穿网络法制备聚偏氟乙烯(PVDF)复合超滤膜,根据膜性能参数及扫描电子显微镜(SEM)结构分析确定,聚乙烯醇(PVA)与戊二醛(GD)发生缩醛化反应构建PVA/PVDF半互穿网络结构的最佳条件为,铸膜液中聚乙烯醇的添加量为4.0%(质量分数)、戊二醛与聚乙烯醇加入量的比率为0.5,筛选出的PVDF/PVA/PVP/GD/NMP=16/4/3/2/75配方制备的半互穿网络结构复合膜性能最佳,纯水通量为612.3L/(m~2.h),接触角48.3°,BSA截留率98.7%,爆破压力1.0MPa,BSA吸附量45.3μg/cm~2,使用X射线光电子能谱仪(XPS)、红外分析测试仪(FTIR)等对制备的膜组成及结构进行了表征,用于处理实际石化废水运行一个月后,水通量为144.4L/(m~2·h),COD去除率为80.4%,浊度去除率为97.2%,与未含这种结构的配方制备的PVDF膜性能参数相比,PVA/PVDF半互穿网络复合膜的水通量增大,亲水性能增强,抗污染、抗反洗能力加强,膜的综合性能明显提高。     

CA／PAN-Al2O3有机-无机复合超滤膜的制备

以醋酸纤维素(CA)及聚丙烯腈(PAN)为膜材料,以纳米三氧化二铝(Al2O3)为添加剂,通过浸入-沉淀相转化法制备了有机-无机超滤膜,从凝固浴温度及组成两个方面考察成膜规律.试验结果表明,凝固浴温度及组成对膜性能有较大影响,综合膜水通量及截留率多方面进行考虑,凝固浴温度50℃较为适宜;凝固浴中加入表面活性剂,膜的水通量及截留率均得到改善.