PA/ZIF-8/PVDF复合纳滤膜的制备及其性能

采用反向扩散法在聚偏氟乙烯(PVDF)基膜表面原位生长一层均匀、致密的金属有机骨架材料ZIF-8纳米晶体层,并进一步优化界面聚合反应,制备高性能聚酰胺(PA)/ZIF-8/PVDF复合纳滤膜.采用SEM、XRD、FTIR、AFM、XPS、水接触角测定仪以及固体表面Zeta电位仪对ZIF-8/PVDF复合膜及PA/ZIF-8/PVDF复合纳滤膜的组成、结构和形貌进行了表征,考察了ZIF-8亚层的生长对界面聚合反应、复合纳滤膜结构及性能的影响.结果表明,ZIF-8晶体亚层在PVDF膜表面的均匀连续生长改善了PA分离层与PVDF基膜的界面相容性,提高复合纳滤膜PA分离层的交联度.在0.6 MPa下,复合纳滤膜纯水通量可达24.05 L/(m2·h),对MgSO4、Na2SO4、NaCl和MgCl24种盐的截留率分别达到97.34％、93.57％、89.31％和85.16％,具有优异的抗污染性能.     

基于胺基改性纳米SiO2的有机-无机杂化纳滤膜制备与性能

以聚醚砜纳滤膜为基膜，采用胺基改性纳米SiO₂掺杂树状聚酰胺-胺(PAMAM)作为水相改性剂制备了一类有机-无机复合纳滤膜。通过条件优化实验确定较佳界面聚合条件为有机相单体w(均苯三甲酰氯)=0.5%、w(PAMAM)=0.3%、w(SiO₂)=0.3%、处理时间90 s、处理温度80℃。在该条件下，纳滤膜对无机盐的截留率为67.3%、通量为31.3 L/(m²·h),对模拟污水的分离性能优于采用未改性纳米SiO₂制备的有机-无机复合纳滤膜。制备的纳滤膜对4种模拟矿化污水的截留顺序为Na₂SO₄>KCl>CaCl₂>MgCl₂。     

基于聚电解质调控的多功能层复合纳滤膜的研究

研究利用改性的聚丙烯腈(hPAN)超滤膜为基膜,采用聚二烯二甲基氯化铵(PDDA)和聚(4-苯乙烯磺酸钠)(PSS),通过层层自组装(LBL)法在hPAN膜表面吸附沉积生成聚电解质层,然后使用间苯二胺(MPD)和均苯三甲酰氯(TMC)通过界面聚合(IP)法生成1层聚酰胺(PA)层,从而制得具有多功能层的(PDDA-PSS)n-PA复合纳滤膜。结果表明,膜面电位和接触角的变化特征,证实了聚电解质调控膜性能的有效性。在0.8 MPa的过滤条件下,(PDDA-PSS)2.5-PA复合纳滤膜对无机盐的截留性能为:Na2SO4 Mg SO4 Mg Cl2 NaCl,纯水通量为29.72 L/(m2·h),而通过IP法制备的PA复合纳滤膜对4种无机盐的截留率和纯水通量(16.27 L/(m2·h))均低于(PDDA-PSS)2.5-PA膜。且(PDDA-PSS)2.5-PA也具有良好的抗污染特性。     

氯化聚氯乙烯复合纳滤膜的制备及其在模拟RB5染料废水处理中的应用

以氯化聚氯乙烯（CPVC）超滤膜为基膜,采用单宁酸（TA）和哌嗪（PIP）在CPVC膜表面共沉积后与交联剂均苯三甲酰氯（TMC）进行界面聚合得到PA/TA/CPVC复合纳滤膜,采用扫描电镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）、红外光谱及接触角对PA/TA/CPVC复合纳滤膜进行了表征,并探讨了干燥时间、TA/PIP浓度比、TA+PIP总浓度、TMC浓度对PA/TA/CPVC复合纳滤膜微观结构与性能的影响。结果表明,TA/PIP浓度比最佳为7/3,TA/PIP层的最佳干燥时间为20min,PA/TA/CPVC复合纳滤膜的纯水通量随着TA+PIP总浓度的增加和TMC浓度的增加而减少,对PEG1000的截留率均在90%以上。PA/TA/CPVC复合纳滤膜纯水通量最大值为4.5L/(m² · h · bar),此时PEG1000的截留率达到95.8%。对模拟RB5染料废水的最大通量为4.3L/(m² · h · bar),此时RB5的截留率为95.4%,对模拟RB5染料废水的稳定性较好。     

荷正电聚酰胺有机/无机杂化复合纳滤膜的制备和脱盐性能研究

以聚砜(PSF)超滤基膜为支撑层,将氨基化多壁碳纳米管(MWCNTs-NH_2)分散在聚乙烯亚胺(PEI)水溶液中得到水相溶液,与间苯二甲酰氯(IPC)和均苯三甲酰氯(TMC)的混合有机相溶液进行界面聚合反应,制备了荷正电氨基化多壁碳纳米管/聚酰胺/聚砜(MWCNTs-NH_2/PA/PSF)有机-无机杂化复合纳滤膜,并确定了最佳的MWCNTs-NH_2质量分数为0.16%。优化制备条件所制得的MWCNTs-NH_2/PA活性层厚度为155 nm,较PA活性层薄。在0.4 MPa、室温下,对1 000 mg/L MgCl_2水溶液的截留率为93.0%,通量为13.9 L/(m~2·h)。该种荷正电的聚酰胺杂化复合纳滤膜对不同无机盐有不同的截留性能,可应用于海水淡化的预处理、硬水软化、饮用水净化等。     

耐溶剂聚醚酰亚胺复合纳滤膜的制备

研究了聚醚酰亚胺基膜经乙二胺交联处理前后的耐溶剂性,并在PEI基膜上利用间苯二胺和均苯三甲酰氯进行界面聚合制备出聚酰胺/PEI复合纳滤膜。采用红外、扫描电子显微镜、X光电子能谱等对复合膜结构、耐溶剂性、分离性能进行了表征;结果表明经过乙二胺交联的PEI基膜耐溶剂性显著提高,所制备的聚酰胺/PEI复合纳滤膜对葡萄糖的截留率达到98.9%,通量达到7.8 L/(m2·h),在乙醇、丙酮、乙酸乙酯等有机溶剂中分离性能稳定。     

基于MXene中间层的复合纳滤膜制备及其盐水分离性能研究

通过湿法化学刻蚀得到单层MXene纳米片后，采用旋涂法将MXene纳米片负载至基膜上作为中间层制备聚酰胺复合纳滤膜，并探讨了MXene不同负载浓度对复合纳滤膜通量及盐截留性能的影响。结果表明引入MXene作为中间层，使得圆泡状形貌在所得膜表面形成，当旋涂1 mL浓度为0.1 g/L MXene时，通量为24.2 L/(m²·h)，硫酸钠截留率为97.4%，相比传统膜(通量12.9 L/(m²·h)，硫酸钠截留率96.3%)性能提升明显。随着MXene旋涂负载浓度增加，通量逐渐减小，而硫酸钠截留率则存在先增加后减小再稳定的趋势，截留率最高可达98.8%(通量16.3 L/(m²·h))。     

界面聚合聚酰胺纳滤膜渗透选择性能优化的研究进展

纳滤因其分离效率高、操作压力低、环境友好等优点,在废水处理、海水淡化和工业分离纯化等众多领域有着重要的应用。界面聚合法制备的聚酰胺（PA）纳滤膜是最为常用的纳滤膜种类之一。然而界面聚合反应速度快,如何通过调控界面聚合过程,优化纳滤膜选择分离层的结构从而提高渗透选择性,以满足不同领域对纳滤膜需求仍是亟需解决的问题。本文从影响界面聚合单体扩散因素的角度出发,综述了近年来PA纳滤膜渗透选择性能优化的研究进展,包括新型PA纳滤膜、纳米材料/PA混合基质膜及超薄PA纳滤膜3个方面,探讨了选择分离层结构调控与纳滤膜渗透选择性能优化的关系,最后指出目前界面聚合制备高渗透选择性PA纳滤膜在规模化、稳定性及可控性存在的问题,并对未来界面聚合纳滤膜在微观结构和聚合过程调控方面的研究进行了展望。     

高盐与高压对PVDF/PA管式复合膜分离性能的影响

采用3种不同无纺布作为支撑体的聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜为基膜,以哌嗪为水相单体、均苯三甲基酰氯(TMC)为有机相单体,通过界面聚合的方法制备出聚酰胺(PA)管式复合纳滤膜。配制质量浓度为2 000～70 000 mg/L的Na₂SO₄溶液,在0.4～1.5 MPa的测试压力下运行PVDF/PA管式膜组件,研究高盐与高压对该管式复合膜分离性能的影响,通过扫描电镜和荷电性测试结果分析高压对管式纳滤膜的影响。结果表明,管式纳滤膜的通量随着测试压力的增大、Na₂SO₄溶液质量浓度的减小而增大;截留率则随运行压力的增加呈先增加后减小的趋势,随Na₂SO₄溶液质量浓度的增加而减小;无纺布的强度和性能对管式纳滤膜的应用性能也有很大影响。在2 000～10 000 mg/L的原液中,运行压力最好选择0.6 MPa;在20 000～70 000 mg/L的原液中,运行压力优先选择1.0 MPa。运行压力不能超过管式纳滤膜能承受的最大压力,但要高于硫酸钠溶液的渗透压,才能...     

聚哌嗪酰胺复合纳滤膜的制备及表征

用哌嗪(PIP)溶液为水相反应单体,均苯三甲酰氯(TMC)正庚烷溶液为有机相反应单体,通过界面聚合法制备聚哌嗪酰胺中空纤维复合纳滤膜,研究了水相单体和有机相单体浓度对纳滤膜的影响及基膜预处理、对复合纳滤膜进行后处理对复合纳滤膜分离性能的影响,采用扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AMF)对制备的纳滤膜进行表征,所制备的聚酰胺复合纳滤膜在操作压力0.6 MPa下,对质量浓度2 000 mg/L的MgSO4溶液的脱除率为90%以上。     

聚偏氟乙烯纳滤膜制备及其处理模拟活性黑废水

为研制适用于染料废水处理的新型纳滤膜,以自制的PVDF膜为基膜,通过溶胶-凝胶方法在膜表面涂覆TiO2纳米颗粒层,然后再涂敷多巴胺/PEI层,以制备PVDF纳滤膜.考察了制备条件对膜的表面特性及过滤性能的影响.结果表明,TiO2和多巴胺/PEI可以顺序的涂覆在PVDF膜表面.表面涂覆后,膜的通量急剧下降,截留率大幅度上...     

纳滤膜研究与应用

采用界面聚合的方法制备了带正负两种电荷的新型复合纳滤膜。先将氯甲基化聚砜/聚砜共混膜季铵化得到正电荷的基膜，再通过2,5-二胺基苯磺酸(DIA)和均苯三甲酰氯(TMC)的界面聚合反应得到荷负电的复合层，从而制备了QAPSF/PSF/DIA复合纳滤膜。实验测定了基膜和复合膜对单盐、PEG1000和PEG1000+NaCl混合系统的通量和截留情况，实验结果表明，复合膜对PEG1000的截留率达到86%,对盐的截留率不高，在0%～35%之间。还研究该复合膜对染料+盐系统的应用情况。实验结果表明QAPSF/PSF/DIA复合膜对活性翠蓝截留率达到100%,对二甲酚橙截留率达到96%,对染料截留率随染料分子量增大而增大。     

聚酰胺复合正渗透膜的制备及其脱盐性能研究

通过溶液相转化法制备四种基膜,然后采用界面聚合法制备不同基膜的聚酰胺复合正渗透(FO)膜,并对其结构与性能进行表征。结果表明,正渗透膜基膜表面开孔率高、孔径分布均匀,且纯水通量大;在基膜中引入聚酯(PET)筛网使其厚度增大、孔隙率和纯水通量降低。基膜材料为聚砜(PSF)时,复合膜聚酰胺分离层较为疏松,以聚偏氟乙烯(PVDF)为基膜材料,形成的分离层较为致密且具有典型峰谷结构,从而使反向盐通量更小。四种复合膜的正渗透纯水通量均大于10 L/m2·h,最高达20 L/m2·h。120 min连续正渗透脱盐实验表明,复合膜截盐率及其稳定性优于商用膜,尤其PET筛网支撑PVDF基复合膜的截盐率基本稳定在97. 5%左右,表现出良好的运行可靠性。     

聚酰胺/ZIF-8双层复合纳滤膜的制备及其性能研究

采用界面聚合和层层自组装法制备了具有双层分离层的聚酰胺/ZIF-8复合纳滤膜,并研究了界面聚合条件和ZIF-8自组装时间、层数对膜结构以及膜纳滤性能的影响。结果表明,具有磺酸基的界面聚合层和ZIF-8层通过配位键的化学作用具有很好的结合性。相对于只有一层分离层的聚酰胺膜,组装ZIF-8层后膜对甲基蓝的截留率有了明显提升;并且随着组装层数的增加,膜致密度增加,对于甲基蓝的截留率升高,但是通量有所下降。当ZIF-8层组装层数为2层时得到的复合纳滤膜,在0.5 MPa压力下,对于100 mg/L的甲基蓝溶液的通量为25.3 L/(m2·h),截留率达到96.5%,且分离性能保持稳定。     

聚酰胺复合正渗透膜的制备及其脱盐性能研究

通过溶液相转化法制备四种基膜,然后采用界面聚合法制备不同基膜的聚酰胺复合正渗透(FO)膜,并对其结构与性能进行表征。结果表明,正渗透膜基膜表面开孔率高、孔径分布均匀,且纯水通量大;在基膜中引入聚酯(PET)筛网使其厚度增大、孔隙率和纯水通量降低。基膜材料为聚砜(PSF)时,复合膜聚酰胺分离层较为疏松,以聚偏氟乙烯(PVDF)为基膜材料,形成的分离层较为致密且具有典型峰谷结构,从而使反向盐通量更小。四种复合膜的正渗透纯水通量均大于10 L/m2·h,最高达20 L/m2·h。120 min连续正渗透脱盐实验表明,复合膜截盐率及其稳定性优于商用膜,尤其PET筛网支撑PVDF基复合膜的截盐率基本稳定在97. 5%左右,表现出良好的运行可靠性。     

新型还原氧化石墨烯/氮化碳复合纳滤膜制备及其性能

高性能石墨烯基复合膜的制备是目前国际研究热点,但是石墨烯基纳滤膜在脱盐中水通量较低,限制其在脱盐中的应用。采用聚多巴胺(PDA)改性聚砜(PSF)膜为基膜,将还原氧化石墨烯(rGO)和超薄氮化碳(uCN)纳米片通过真空抽滤法在基膜表面自组装制备新型还原氧化石墨烯/氮化碳复合纳滤膜。通过场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X 射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪和X射线光电子能谱仪等研究uCN添加对膜结构和形貌的影响,并考察不同uCN添加比例、rGO用量及压力复合纳滤膜性能变化规律。结果显示当在100 mg·L^-1的rGO中添加uCN为20 mg·L^-1时所制备的rGO/uCN复合纳滤膜不仅保持良好盐离子截留率(对Na₂SO₄截留率85.86%,对NaCl截留率30.17%),且水渗透系数是rGO膜的2.15倍(88.50 L·m^-2·h^-1·MPa^-1)。     

一种新型荷电纳滤膜的制备及其在镁锂分离中的应用

以N,N-双(3-氨丙基)甲胺和均苯三甲酰氯为两相单体，通过调节水相添加剂及后处理PEI涂覆工艺制备了具有高性能的荷正电复合纳滤膜。在0.5 MPa,2 000 mg/L氯化镁进料液的条件下，该纳滤膜对氯化镁的截留率为98.6%，通量为63.5 L/(m²·h)。采用荷正电纳滤膜对模拟卤水进行测试，纳滤膜对Mg²⁺和Li⁺的截留率为93.8%和5.2%，渗透通量为52.3 L/(m²·h)，分离因子S_Mg,Li为0.065，表现出极佳的选择分离性。     

基于树状分子聚酰胺-胺(PAMAM)的复合纳滤膜制备及性能研究

以聚砜超滤膜为支撑膜,通过聚酰胺-胺(PAMAM,G0)与均苯三甲酰氯(TMC)的界面聚合反应制备复合纳滤膜。首先优化了界面聚合过程,并通过场发射扫描电子显微镜(FESEM)进行了膜的表面形貌分析,最后考察了纳滤膜对Na2SO4、不同分子量聚乙二醇及小分子有机物的分离性能。结果表明:较优的纳滤膜制备条件为:PAMAM浓度0.25%(wt),TMC浓度0.3%(wt),界面聚合时间90 s,热处理温度60℃。FESEM分析表明经界面聚合反应后,超滤膜表面形成了一层致密的活性层。随着操作压力的增加及Na2SO4浓度的降低,膜对盐的截留率均不断增大。复合纳滤膜可有效截留盐,且其截留分子量(MWCO)处于600~1000 g mol 1。     

荷正电季铵化壳聚糖/聚醚酰亚胺复合纳滤膜的制备及性能研究

以无纺布增强具有耐溶剂、耐热特性的聚醚酰亚胺(PEI)超滤(UF)膜为支撑层,具有荷正电性和良好成膜性的2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖(HACC)为功能层,制备了一种荷正电HACC/PEI复合纳滤(NF)膜。考察了聚合物浓度、反应时间、交联剂浓度及交联温度等对所制备的复合纳滤膜性能的影响,并利用扫描电镜(SEM)观察了该复合纳滤膜的表面形貌。结果表明:最佳制备条件下得到的HACC/PEI复合纳滤膜在0.3 MPa、20℃下对MgCl2具有较好的分离效果,其通量和截留率分别为10.9 L/(m2·h)和83.1%;另外,HACC/PEI复合纳滤膜呈现典型的荷正电特征,对二价无机盐具有较高的截留率。     

聚哌嗪酰胺-SiO_2/聚砜中空纤维纳滤膜的制备及表征

以聚砜(PSf)为基膜,哌嗪(PIP)为水相单体、均苯三甲酰氯(TMC)为油相单体,采用界面聚合的方法制备了聚哌嗪酰胺-SiO_2/PSf中空纤维纳滤膜,通过在水相或者油相中添加SiO_2纳米粒子,使膜在维持较高截留率的情况下提高膜通量,讨论了界面聚合时间、SiO_2在水相或油相中的含量对膜性能的影响。结果表明,当水相PIP的质量浓度为10 g/L、SiO_2、PIP的质量比为0.05,油相TMC的质量浓度为1.5 g/L、界面聚合时间10 s,并在60℃下热处理15 min时,所得纳滤膜具有良好的分离性能,对于无机盐的截留率大小为Na_2SO_4MgSO_4NaClMgCl_2,表明纳滤膜表面带负电;对活性艳蓝溶液的截留率可达90%以上。