聚丙烯酸钠汲取液的正渗透性能

研究了聚丙烯酸钠溶液作为汲取液的渗透压特性,并考察了影响水通量和溶质反向渗透量的因素和机制. 结果表明,聚丙烯酸钠浓度与渗透压的关系符合维里方程,第二维里系数对渗透压有较大贡献,聚丙烯酸钠溶液浓度为0.2 g/mL时的渗透压达1.3 Osmol/kg以上,水通量为14.5 L/(m2×h),略高于相同渗透压的氯化钠汲取液[14.0 L/(m2×h)];聚丙烯酸钠汲取液的溶质反向渗透量为1.6 g/(m2×h),低于常规氯化钠汲取液的16.5 g/(m2×h). 升高温度能迅速提高水通量,反向溶质渗透量维持在较低水平,聚丙烯酸钠汲取液适合比常规小分子汲取液更高的操作温度. 聚丙烯酸钠汲取液较高的水通量和较低的溶质反向渗透量表明正渗透性能良好.     

表面活性剂对正渗透膜特性及正渗透过程的影响

研究以乙二胺四乙酸二钠盐(EDTA-2Na)和氯化钠作汲取液,添加非离子型表面活性剂聚乙二醇辛基苯基醚(Triton X-100)对正渗透膜亲水性能、汲取液的物理性质、水通量J_w、反向扩散通量J_s的影响。结果表明,Triton-100复合汲取液对CTA-ES、CTA-NW、TFC、Aquaporin-TFC 4种薄膜的亲水性能均有较好的改善;但在改善薄膜亲水性的同时也会导致汲取液黏度的升高。以CTA-NW为正渗透薄膜时,Triton X-100在活性层面向汲取液模式下对于正渗透过程中的反渗现象具有改善效果,当Triton X-100浓度达到0.05 mmol/L时,J_s/J_w从最初的0.34 g/L下降到0.08 g/L。Triton X-100对于Aquaporin-TFC薄膜无论在何种模式下均不具有改善效果。     

碳酸氢铵为汲取液正渗透海水淡化研究

正渗透技术因低能耗、低膜污染和高回收率等优点逐渐成为膜分离技术的研究热点。本文以碳酸氢铵溶液为汲取液、0.6mol/L氯化钠溶液为模拟海水进行了正渗透实验,研究了不同操作条件下正渗透水通量的变化规律和汲取液部分解吸-吸收过程中氨解吸率、氨吸收率以及解吸能耗的变化。结果表明,提高进料流量和汲取液浓度,正渗透过程水通量增加;提高吸收塔进料流量,氨吸收率增加,操作条件对氨解吸率影响较小;海水淡化正渗透系统能耗主要用于汲取液解吸过程,降低解吸塔进料浓度可以降低解吸过程的能量消耗。在优化的工艺条件下,正渗透过程水通量为13.6L/(m~2·h),汲取液回收利用率达到99%,海水淡化产水总溶解固体(TDS)不高于1000mg/L,系统吨水耗电量约为195kW·h。实验结果对正渗透过程的工业化应用具有指导意义。     

荷电中空纤维复合膜及其正渗透性能研究

以聚丙烯中空纤维微滤膜为底膜、羧甲基纤维素钠为功能材料、氯化铁为交联剂,采用溶液涂覆-交联工艺制备了表面荷电的中空纤维复合膜,将该中空纤维复合膜用于正渗透(FO)过程,研究了汲取液盐含量、原料液流速等对FO通量的影响。结果表明,制备的荷电中空纤维复合膜可用于FO过程,以蒸馏水为原料液、Na2SO4水溶液为汲取液,采用PRO模式进行FO试验,当原料液与汲取液体积流量均为15 mL/min、汲取液浓度为0.5 mol/L时,FO水通量为12.3 L/(m2.h),盐通量与水通量的比为1.42 g/L。     

正渗透膜分离的研究进展

正渗透是浓度驱动的膜技术,是指水通过选择性渗透膜从高水化学势区域向低水化学势区域的传递过程。本文介绍了正渗透的基本构成（驱动力、汲取液和正渗透膜材料）,指出膜两侧的浓差极化是水通量性能的最大障碍,采用通量模型说明了膜在两种放置方向下存在的内浓差极化和外浓差极化,内浓差极化对驱动力的减小起着重要的作用;论述了膜材料、原料液浓度、汲取液浓度对正渗透和压力延迟渗透水通量的影响;此外,评述了正渗透过程的膜污染和能耗。     

三乙酸纤维素正渗透膜的制备与性能

以三乙酸纤维素（CTA）为膜材料,1,4-二氧六环、丙酮为溶剂,甲醇、乳酸为添加剂,采用相转换法制备了三乙酸纤维素正渗透膜。研究了不同1,4-二氧六环/丙酮配比、添加剂乳酸含量、挥发时间、膜厚度、热处理温度条件下正渗透膜性能的变化规律。研究表明,当采用纯水为原料液,0.56mol/L CaCl2为汲取液时,优化制备的CTA正渗透膜的水通量达到14.10L/(m2?h),溶质反扩散量为0.031mol/(m2?h);采用0.1mol/L NaCl为原料液,4mol/L葡萄糖为汲取液时,优化制备的CTA正渗透膜的水通量保持在5L/(m2?h)以上,对NaCl的截留率大于99%。CTA正渗透膜相比于HTI膜,具有较高的亲水性、水通量、截留率,稳定性更好。     

正渗透膜分离糖类有机物的影响因素研究

实验以蔗糖等中性亲水小分子有机物作为模型污染物,考察了汲取液浓度、分子量、膜朝向等因素对正渗透分离糖类有机物的影响.结果表明,蔗糖等糖类有机物能被正渗透膜有效截留.4mol/L的较高浓度汲取液导致通量明显下降.当膜活性层朝向汲取液时,增大糖类的分子量(1 000Da)导致膜通量降低,而膜截留率为91.2％.水通量产生的...     

刮刀厚度对聚酰胺正渗透复合膜性能的影响

为考察正渗透过程基膜厚度对膜水通量的作用,有效地提高膜的综合性能,采用浓度2 mol/L的NaCl作为汲取液、去离子水为原料液作为评价系统,考察了刮刀厚度不同对正渗透复合膜性能的影响。结果表明,以筛孔80μm的筛网作为支撑材料,当采用厚度为45μm的刮刀所制备的超滤膜作为支撑材料时,制备所得的正渗透复合膜性能为佳,结构参数S可低至1.086 mm;并具有最好的稳定性以及最佳的污染冲洗恢复效果。     

PAM汲取液制备及FO浓缩模拟城市污水可行性

通过共沉淀法制备了超顺磁性纳米颗粒，并利用聚丙烯酰胺对其改性，制备了新型正渗透汲取液Fe₃O₄@PAM，探究其正渗透浓缩模拟城市污水的可行性。通过SEM、FTIR、XRD和VSM等技术对改性前后的磁性纳米颗粒形貌结构进行表征，表明PAM可很好地负载在Fe₃O₄表面。PAM、MNPs和Fe₃O₄@PAM汲取液在相同FO运行条件下，Fe₃O₄@PAM汲取液的水通量最大，为5.1 L/(m²·h);AM(PAM的前聚体)/MNPs在质量比分别为3、2.5、2、1.5时制备改性磁纳米颗粒，质量比为3制备的20 g/L的Fe₃O₄@PAM水通量最大，为7.7 L/(m²·h)；当Fe₃O₄@PAM(3∶1)的浓度从10 g/L增加至70 g/L时，水通量从4.3 L/(m²     

正渗透浓缩浓盐水影响因素研究初探

采用反渗透海水淡化后的浓盐水为原料液,考察了驱动液种类、切向流速(泵转速)、原料液浓度、活性层朝向等变量对正渗透过程水通量的影响。结果表明,在相同浓度下的驱动溶液,氯化钙作为驱动溶液产生的水通量最高;氯化纳次之;葡萄糖最小,但膜对氯化钠的截留率最高,随着驱动液浓度的增大,对应的水通量增大,但水通量的增加量随驱动液浓度的增大而减小;当膜的活性层朝向原料液(正渗透模式)时,初始水通量远小于膜的活性层朝向驱动液(压力阻尼渗透模式)的水通量,但在驱动液浓度相同时正渗透模式下的平均水通量更高。在切向流速达到1 L/min后,水通量受切向流速的影响较小。最后采用HTI膜在正渗透模式下以5 mol/L NaCl溶液为驱动液、切向流速为1 L/min的条件下连续运行进行浓缩,约30 h后,在原料液的容器壁上发现了少许的沉淀物,原溶液的Na Cl回收率可达到52.6%。     

The application of polyethyleneimine draw solution in a combined forward osmosis/nanofiltration system

The objective of this study is to investigate the effect of solution chemistry of branched polyethyleneimine (PEI) draw solute and to evaluate the PEI draw solute in a combined forward osmosis (FO)/nanofiltration (NF) system. Pure water was extracted from feed solution using the FO process, and the separation of pure water was achieved by the NF process. Lower molecular weight PEI showed higher water flux than higher molecular weight PEI, due to the lower internal concentration polarization caused by a higher diffusion rate and the easy permeation of pure water by lower viscosity of the draw solution (DS). The FO water flux was determined by the osmotic pressure induced by protonation/deprotonation of PEI, and the reverse draw solute flux was determined by the combination of PEI size due to the speciation and electrostatic interaction between the membrane and PEI. This study shows that the J_s/J_w value of PEI at pH 7 was smaller than those of sodium chloride and magnesium sulfate. The recovery of PEI DS using NF has a higher value (99.4%) than of sodium chloride (20.6%) and magnesium sulfate (97.0%); this means that PEI would be a promising draw solute in an FO–NF combined system for the saline water desalination. © 2015 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2015 , 132, 42198.     

大掺量矿物掺合料混凝土抗盐冻性能研究

开展了普通混凝土、复掺粉煤灰和矿粉的大掺量矿物掺和料混凝土(HVMAC)分别在清水、5％ MgSO4溶液、10％ NaCl溶液、5％ Na2SO4 +5％ MgCl2复合溶液中的快速冻融试验,以试件的质量、动弹性模量及抗压强度变化表征混凝土在盐冻作用下的抗冻性能.结果表明,两种混凝土试件在清水中的冻融破坏比盐溶液中严重,普通混凝土在MgSO4溶液中形成致密结构,破坏较小,在NaCl溶液中,HVMAC对溶液的吸收较小,其破坏程度较轻,混凝土在5％ Na2SO4 +5％ MgCl2复合溶液中几乎没有劣化,综合考虑,HVMAC的抗盐冻性最好.     

二氧六环在CA低压反渗透膜中的作用机理

在低压醋酸纤维素一丙酮－甲酰胺反渗船舶这膜铸膜液体体系中，加入二氧六环使膜具有较小的初始平均孔径和较窄的孔径分布，二氧六环起到了调节高分子网络尺寸变小和均一化的作用。在１．０ＭＰａ下进料液浓度为１０００ｍｇ／Ｌ时，膜对Ｎａ２ＳＯ４、ＭＧＳＯ４分离率〉９６％，对ＮａＣｌ为８０％，Ｃ（ＮＯ２）２为８０％，ＭｇＣｌ２为７９％。平均透水率〉１．２５ｍｌ／ｃｍ＾２．ｈ适用于中低盐度水的脱盐软化。     

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.     

荷负电手性壳聚糖纳复合滤膜的制备与性能研究

以聚砜超滤膜作为基膜,以壳聚糖和壳聚糖衍生物的混合物为功能层制备纳滤膜。P2-5复合纳滤（NF）膜对Na2SO4的截留率为93%,相应的通量501.3 L/（m2·h）。电荷效应对NaCl几乎没有影响,而对Na2SO4影响显著。该膜为典型的荷负电膜,适合分离高价阴离子。     

聚电解质涂层/纳米纤维膜复合滤膜的制备

以静电纺丝法制备的PAN纳米纤维多孔膜为基膜,以层层自组装成膜技术制备的壳聚糖-海藻酸钠聚电解质涂层为表面选择性涂层,成功制备了聚电解质涂层/纳米纤维膜复合滤膜。用扫描电镜(SEM)对复合膜的微观形态进行表征。在操作压力为0.7MPa的条件下,分别过滤纯水以及质量浓度为1000mg/L的NaCl和500mg/L的MgSO4溶液,测试结果表明:盐离子截留率随聚电解质涂层层数的增加而增加,但同时复合膜的水通量随之明显降低。当聚电解质涂层层数为10时,水通量均在18L/m·2h左右,对MgSO4截留率为64.22%,对NaCl截留达到52.45%。     

氯化镁-氢氧化钠复合添加剂制备文石型碳酸钙

采用碳化法,使用氯化镁和氢氧化钠复合添加剂,制备含文石相的沉淀碳酸钙。采用X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）对产物的晶型和形貌进行表征。讨论了氢氧化钠添加比例、氢氧化钙浓度以及碳化反应温度等工艺条件对实验结果的影响,并分析了过程的反应机理。结果表明：产物中的文石相来自于碳酸钙在氢氧化镁沉淀上的异相成核和生长,方解石相来自于碳酸钙在溶液中的均相成核和生长;氢氧化钠的加入降低了溶液中碳酸钙的过饱和度,抑制了均相成核过程,降低了氯化镁的添加比例。在碳化反应温度为30 ℃、氢氧化钙浓度为1.7~ 2.0 mol/L、氢氧化钠与氯化镁物质的量比为2.6条件下,对文石型碳酸钙的生成较为有利。     

乙醇-盐-水-铜试剂体系萃取分离测定铜。

乙醇-硫酸铵在一定的浓度和比例范围内可以形成两个互不相溶、平衡共存的双水相。对乙醇一硫酸铵双水相的成相条件、Cu（Ⅱ）、Fe（Ⅱ）在体系中的萃取行为进行了初步探讨。实验结果表明,在乙醇浓度为40％,硫酸铵用量为6g,铜试剂加入量为0．5mL,pH=4时铜的萃取率达到最高。并论述了铜铁分离的可能性。     

Novel carboxyethyl amine sodium salts as draw solutes with superior forward osmosis performance

A series of carboxyethyl amine sodium salts (CASSs) with different carboxyl group numbers are synthesized as draw solutes for forward osmosis (FO) application. Their chemical structures are examined by ¹HNMR and HRMS. FO performances are investigated and compared in terms of different physicochemical properties. The effects of the CASS concentration on the osmotic pressure and viscosity of the draw solutions, as well as the resulted FO performance are also systematically investigated. A high water flux of 23.07 LMH and an acceptable reverse salt flux of 0.75 gMH can be achieved with 0.5 g mL^?1 triethylenetetramine hexapropionic acid sodium (TTHP‐Na) draw solution under PRO mode, which is superior to most other draw solutes reported in previous literatures. TTHP‐Na draw solution is further evaluated to recycle the Congo red solution via FO process to examine its applicability for waste water treatment. © 2015 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 62: 1226–1235, 2016