双凝固浴对膜蒸馏聚偏氟乙烯膜结构性能的影响

以聚偏氟乙烯(PVDF)、磷酸-N,N-二甲基乙酰胺为铸膜液体系,采用非溶剂相转化法,通过双凝固浴制备高性能的PVDF疏水微孔膜。采用正交实验的方法,考察凝固浴条件对PVDF膜结构和性能的影响。结果表明,双凝固浴法对膜的结构和性能有很大的影响,随着第1凝固浴中乙醇含量的增加,固液分相逐渐占据主导,促进了膜表面微纳米粗糙结构的形成,提高了膜表面的疏水性。以温度为60℃的质量分数40%乙醇作为第1凝固浴,浸泡时间20 s,温度60℃的水作为第2凝固浴所制备的PVDF膜,其直接接触膜蒸馏通量为28.3 kg/(m2·h),孔隙率为84.5%,平均孔径为1.05μm,接触角为116.8°。     

石墨烯改性复合反渗透膜的结构和性能研究

在聚砜铸膜液中加入石墨烯分散液(GDN),以纯水为凝固浴,采用浸没沉淀相转化法制备支撑层,并以界面聚合法制备复合反渗透膜,利用场发射扫描电子显微镜、原子力显微镜、接触角测量仪等技术对支撑层和复合反渗透膜结构和性能进行表征测试。结果表明,GDN可以有效提高多孔支撑层表面皮层厚度,当PS铸膜液中GDN添加质量分数为0.1%时,复合反渗透膜水通量最高,接触角最低,在牛血清蛋白水溶液中测试通量衰减幅度最小。制备的复合反渗透膜具有表面粗糙度小、亲水性好和耐污染能力强等优点。     

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。     

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.     

用原子力显微镜研究聚乙烯醇分离膜的结构

分别用饱和硫酸钠/氢氧化钠溶液和丙酮作为凝固浴制备聚乙烯醇（PVA）分离膜,在原子力显微镜（AFM）下观测发现：前者膜的表面结构与致密膜相似,后者则呈现出平均孔径为53nm的多孔膜结构,但二者都具有球粒状结构.实验证实,选用适当的凝固浴才能制备出聚乙烯醇多孔膜.     

凝固浴组成对NMMO法纤维素膜形貌的影响

为实现对分离用纤维素膜形貌的控制,采用NMMO法,分别以水、甲醇、乙醇和由它们配制的双组分溶液为凝固浴,制备了纤维素膜,观察了干膜的表面和断面形貌,测定了湿膜的孔结构参数,在对比基础上分析了干膜中微孔的形成过程与机制,探讨了纤维素结晶尺度与湿膜平均孔径的相关性和影响因素.研究表明,不同凝固浴制备出的纤维素膜在干态形貌上差别明显.纤维素膜的湿态孔隙率基本不受凝固浴组成影响,而干态下的致密区域在水溶胀后呈现多孔结构,对湿膜平均孔径影响很大.通过改变凝固浴组成,可分别或协同地调控纤维素膜的干态或湿态结构.     

聚偏氟乙烯基复合正渗透膜的制备与表征

采用溶液相转化法制备高孔隙率、大通量聚偏氟乙烯(PVDF)膜作为复合正渗透膜基膜,研究通过改变基膜制备过程中的凝固浴温度,以及在铸膜液中加入高亲水性的氧化石墨烯(GO)来优化基膜及其复合膜的结构与性能。结果表明,凝固浴温度为40℃、GO的质量分数为0.06%时,所得复合膜的正渗透性能较好,分离层朝向原料液和分离层朝向汲取液模式下的纯水通量分别为14.7、21.84 L/(m~2·h)。扫描电镜观察发现,基膜断面由较薄皮层和半开放膜内大孔组成,GO的加入使膜内大孔体积增大,而对复合膜表面的峰谷结构影响较小。     

基于支撑层表面形貌与性质的薄层复合膜结构与性能调控研究进展

纳滤/反渗透膜常通过界面聚合法制备,具有薄层复合结构。为提升薄层复合膜的分离性能,可分别对其分离层、支撑层的结构与性能进行优化。但支撑层与分离层密切相关,支撑层表面形貌与性质将影响分离层的结构与性能。针对上述问题,归纳了支撑层表面形貌与性质对薄层复合膜性能的影响规律,综述了基于支撑层表面形貌与性质调控的薄层复合膜制备研究,发现支撑层表面孔隙率、孔隙密度和粗糙度的增加,表面平均孔径、亲水性的有效调节,表面反应基团的引入都会对复合膜的分离性能产生积极影响;同步精准调控支撑层的表面形貌与性质,可实现高性能薄层复合膜的制备。     

凝固浴温度对PVDF/PES-C共混膜结构及性能的影响

以邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为混合稀释剂,采用热致相分离法(TIPS)制备了聚偏氟乙烯(PVDF)/酚酞型聚醚砜(PES-C)共混膜,考察了不同凝固浴温度对膜结构和性能的影响。采用扫描电镜观察了膜的结构,测试了膜的纯水通量。运用DSC和XRD方法检测了膜的结晶性能。将制备的膜在膜生物反应器(MBR)中运行测试了膜的污水通量和出水指标。随凝固浴温度的升高,共混膜的最高熔融温度上升,膜中α晶型的含量增加。在凝固浴温度为25℃时,膜形成了较为致密的皮层结构和较为疏松的支撑层结构,此时共混膜的纯水通量和污水通量达到最大值,且MBR出水COD和NH4+-N含量达到排放要求。     

胶水粘合法制备非对称固液分离膜的探索

探索使用胶水粘合法制备非对称固液分离膜,即用胶水粘合法对聚丙烯微孔膜和聚丙烯针刺非织造布进行粘合获得非对称固液分离膜,聚丙烯微孔膜使非对称固液分离膜表面具有良好的孔径尺寸,探讨了热压温度和时间对非对称固液分离膜各项性能的影响.     

复合中空纤维超滤膜的研制

本文就复合中空纤维超滤膜的制备工艺和成膜条件对膜性能影响进行了系统的研究，实验表明，对外压式中空纤维膜，内凝固液条件的改变，主要影响复合膜的内致密层，进而影响膜的透过通量，但对膜的截留孔径无影响，随空中行走距离增大，膜的透过通量减小，截留孔径增大。另外，通过基膜的选定与内凝固液的调节，复合中空纤维膜的分离孔径主要取决于复合层膜，即在适宜的条件下，基膜不影响复合膜的分离孔径，同时也不决定复合中空纤维     

PVA/PES/MWNT杂化膜制备与性能研究

采用溶液相转化法制备了聚乙烯醇/聚醚砜(PVA/PES)非对称膜。将碳纳米管(MWNT)引入共混体系,制备了PVA/PES/MWNT杂化膜。通过SEM、溶胀吸附性能测试、力学性能测试等手段对膜进行了结构表征和性能测试。结果表明,当凝固浴为异丙醇时,PVA/PES膜的断面结构由近似指状孔结构向海绵孔过度,随着PVA含量的增加,膜溶胀度逐渐下降。加入碳纳米管后,PVA/PES/MWNT杂化膜的结构中出现了一定的"通道",膜的溶胀度和渗透通量有很大增加,但断裂强度有所降低。     

凝固浴中氯化钠的添加对多级孔聚氨酯膜结构和性能的影响

以不同浓度的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和水为凝固浴,采用湿法成膜的方法制备了多级孔聚氨酯膜,并研究了凝固浴中氯化钠(NaCl)的加入及其不同用量对多级聚氨酯膜结构和性能的影响,分析该影响机制.采用扫描电镜、红外、孔隙率、TG等测试对聚氨酯多级孔结构的形态、分布、孔径大小、透湿量、强力等进行表征.结果表明,NaCl的...     

醋酸纤维素正渗透膜的制备及性能研究

以醋酸纤维素(CA)为成膜材料,不锈钢网为支撑层,采用相转化法制备CA正渗透膜。研究了CA浓度、溶剂和添加剂种类、凝固浴温度、热处理温度及不锈钢网目数对膜性能(水通量和截留率)的影响,并采用显微镜对膜的表面和断面形貌进行了表征。结果表明,当CA质量分数为4%,溶剂为丙酮和1,4-二氧六环的混合溶剂,添加剂为甲醇和乳酸混合添加剂,凝固浴温度为20℃,热处理温度为80℃,不锈钢网目数为500目时,所制备的正渗透膜性能最佳。利用0.1 mol/L的Na Cl为原料液,2 mol/L的葡萄糖为汲取液,室温条件下,膜的分离层朝向原料液时,所制备的正渗透膜的水通量为2.6 L/(m~2·h),对Na Cl的截留率为99.86%。     

非对称氧化铝陶瓷膜微滤管的制备

本实验采用固态粒子烧结法和溶胶-凝胶法,在以α-Al2O3为主要原料的圆形多通道管式陶瓷支撑体上成功地制备出了性能良好Al2O3非对称复合陶瓷膜微滤管。通过SEM、EPMA分析,微滤陶瓷管膜层表面中有均布的气孔、窄的孔径分布。并探讨了挤出工艺制度、镀膜工艺制度、热处理制度对制备非对称陶瓷膜微滤管性能的影响。     

CS/GO复合分离膜的制备及非对称渗透行为研究

以壳聚糖/氧化石墨烯(CS/GO)为功能层，以PVDF多孔膜为基膜，采用层层自组装技术制备了CS/GO复合分离膜。基于插入到GO片层中交联CS分子的柔韧性，GO片层间距(膜孔)能够随着不同方向的水压而改变，从而使得所制备的复合分离膜具有独特的非对称渗透性能。研究发现，随着组装层数的增加，表面结构更为完善，反向/正向通量比从3.79倍增加到了27.39倍。当组装层数为两层时，膜具有更优异的综合性能。此外，复合分离膜还显示出比基膜更好的截污性、抗污性和亲水性。     

内凝固浴组成对聚氯乙烯中空纤维膜结构和性能的影响

利用非溶剂致相法纺丝制备聚氯乙烯(PVC)中空纤维膜,考察了内凝固浴中分别添加溶剂N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、NaCl和CaCl2对膜结构和性能的影响。结果表明,膜内表面孔结构随内凝固浴中DMF含量的提高,逐渐由致密的蜂窝状变成稀疏的海绵状;膜的水通量先上升后下降、力学性能提高;质量分数6%的DMF内凝固浴的膜性能最优,水通量和力学性能相对于纯水内凝固浴都有很大的提高,制成滤芯时产水量最大。内凝固浴中添加NaCl和CaCl2使中空纤维膜的力学性能提高,但水通量下降。相比而言,内凝固浴中添加溶剂对膜的性能改善效果优于内凝固浴中添加盐。     

聚芳硫醚砜(PASS)分离膜的磺化改性研究

在聚芳硫醚砜(PASS)树脂结构上引入磺酸基可以改善其亲水性较差的缺点,从而提高分离膜的水通量,同时提高其抗污染能力。研究采用浓硫酸为溶剂,氯磺酸作为磺化试剂自制磺化PASS(SPASS),并用其制备了PASS/SPASS共混分离膜,探究了SPASS对分离膜性能的影响。结果表明,随着共混膜中SPASS含量的增大,分离膜的支撑层指状孔结构变得更密集,皮层有一定增厚,下部大孔状结果越发明显;SPASS的添加使分离膜的亲水性能得到明显提升,水通量提高,并且截留率保持在一定范围;同时SPASS的引入并未降低分离膜的热性能,且其力学性能得到了一定的提升。     

非对称LSCF中空纤维透氧膜的制备及性能

采用溶胶-凝胶法制备了具有钙钛矿型结构的La_(0.6)Sr_(0.4)Co_(1-y)Fe_yO_(3-δ)(LSCF,y=0.2,0.5或0.8)氧化物,然后以相转化烧结技术制备了LSCF中空纤维透氧膜,考察了凝固浴与Co/Fe摩尔比对LSCF中空纤维膜微结构及透氧性能的影响。使用70%(质量分数) NMP与30%乙醇的混合液作为内凝固浴,去离子水为外凝固浴,制备了具有外表面薄而致密的分离层、同时具有贯穿内表面的众多指状孔结构的LSCF中空纤维陶瓷膜。指状孔结构会极大地降低扩散阻力,从而改善LSCF膜的透氧量。LSCF中空纤维膜的透氧量随温度和吹扫气He吹扫速率的增加逐渐升高。Co/Fe摩尔比对LSCF中空纤维膜的微观结构和透氧量具有重要影响,透氧量随Co/Fe摩尔比的增大而增加。950℃(透氧膜的测试温度)、吹扫气He的吹扫速率为120 m L·min~(-1)、Co/Fe摩尔比为4时,LSCF透氧膜的氧气渗透通量达到2.81 m L·min~(-1)·cm~(-2)。     

第2凝固浴对气-液膜接触器用PVDF膜润湿性能的影响

以聚偏氟乙烯(PVDF)为基膜材料,以乙醇为第1凝固浴,以不同N-甲基吡咯烷酮(NMP)含量的水溶液为第2凝固浴,采用双凝固浴法制备了高疏水和高透气的PVDF膜。结果表明,以水作为凝固浴时,PVDF膜的空气侧较为平整,当用双凝固浴时,PVDF膜空气侧开孔结构和无皮层结构逐渐明显,PVDF膜基底侧较为粗糙;随着NMP含量的增大,膜的接触角先增大后减小,当第2凝固浴中的NMP的质量分数为50%时,接触角、最小液体渗透压力、通气量最大,分别为141.9°、35 kPa、540 L/h。