纳滤膜的分离机理及其在染料废水处理中应用

根据纳滤膜分离不同性质的物料，评述了纳滤膜分离机理研究进展。纳滤膜分离非电解质时描述模型有立体阻碍-细孔模型；分离电解质和离子时包括空间电荷模型、固定电荷模型、静电阻碍模型和道南-细孔模型。综述了纳滤膜应用于染料废水处理的现状。     

低压条件下双甘膦NaCl混合溶液的纳滤分离性能研究

选择纳滤膜NF270对双甘膦和NaCl自配混合溶液进行分离试验研究和理论分析.探讨了pH、操作压力、氯化钠浓度、双甘膦浓度对纳滤膜分离性能的影响.结果表明,由于纳滤膜NF270截留分子量小于双甘膦分子量,孔径筛分效应成为双甘膦截留率的决定性因素,截留率均稳定在97％左右.电荷效应对NaCl截留率与膜通量有着显著的影响,在pH为6.2,压力为0.7 MPa时NaCl截留率达到最低值4.5％,而高浓度氯化钠不利于分离,高浓度双甘膦却有助于二者的分离.结论认为运用NF270在适宜的操作条件下可实现双甘膦和氯化钠的最大分离.     

耐溶剂聚酰亚胺纳滤膜的制备与分离性能

本文以均苯四甲酸二酐(PMDA)和4,4′ 二氨基二苯醚(ODA)为原料,采用相转化法制备了耐溶剂的聚酰亚胺(PI)纳滤膜。通过对原料进行预处理,调节反应时间,使得聚酰胺酸(PA)特性粘度稳定在0 99mL g。试验结果表明,当聚酰胺酸铸膜液质量分数为15%,溶剂挥发时间为30min,凝胶浴为乙醇质量分数30%的乙醇 水溶液时,所制得的聚酰亚胺纳滤膜具有最佳的分离性能。操作压力为2MPa时,该膜对聚乙二醇300(PEG300)水溶液截留率可达91%,通量为5 75L (m2·h)。为进一步研究适用于有机溶剂体系的纳滤膜技术提供了基础。     

抗污染纳滤膜的制备及性能研究

以哌嗪为水相单体,海藻酸钠为其亲水性表面活性剂,以含有均苯三甲酰氯的IsoparG为油相,聚砜超滤膜为底膜,通过界面聚合反应制备一种网络结构的抗污染纳滤膜.利用扫描电子显微镜,原子力显微镜和红外光谱仪等检测方法对纳滤复合膜进行了性能和结构方面的表征.结果 表明:在0.75 MPa、3.785 L/min、25℃恒温条件...     

芳香聚酰胺纳滤膜的制备及性能研究

以芳香聚酰胺为原料,采用相转化法制备了芳香聚酰胺纳滤膜,通过正交试验确定了最佳制膜工艺.详细讨论了纳滤膜的分离特性,并对纳滤膜的耐溶剂及抗污染性能进行了初步研究.实验结果表明,所制芳香聚酰胺纳滤膜对无机盐及小分子有机物具有较好的选择分离性能.操作压力为0.4MPa时,该膜对蔗糖的截留率为63.74%,对葡萄糖的截留率为54.36%.膜具有很好的耐溶剂性和抗污染性.     

聚酰亚胺膜的制备及对有机物系的纳滤分离

针对以均苯四甲酸二酐(PMDA)和4,4′-二氨基二苯醚(ODA)为原料合成聚酰亚胺的过程,研究了亚胺化方法、凝胶浴组成与温度等条件对膜的结构和分离性能的影响。实验结果表明,当聚酰胺酸铸膜液质量分数为15%、凝胶浴为30%乙醇(质量)的醇水溶液时,所制得的聚酰亚胺纳滤膜具有最佳的分离性能。操作压力为2MPa下稳态操作时,该膜对酮苯脱蜡工艺后的溶剂与润滑油基础油混合物的截留率达66%,通量为4.26L/(m2.h),为有机溶剂体系的纳滤膜分离技术的工业应用提供了基础。     

新型高通量复合纳滤膜的制备及其性能研究

以聚乙烯亚胺(PEI)和单宁酸(TA)为水相单体、均苯三甲酰氯(TMC)为油相单体,通过界面聚合制备了复合纳滤膜,并对膜性能进行了表征和评价测试。结果表明,水相溶液TA、PEI的质量分数分别为0.3%、0.2%,水相pH为12,油相溶液TMC的质量浓度为0.2 g/L,反应时间为1 min,在60℃下烘干成膜为优化制备条件。此复合膜在温度为25℃、压力为0.5 MPa下得到的对4种无机盐截留顺序为Na_2SO_4MgSO_4MgCl_2NaCl,水通量MgCl_2NaClNa_2SO_4MgSO_4。该纳滤膜具有良好的SO_4~(2-)和Cl~-的分离效果。同时,该纳滤膜具有良好的耐污染性能,对腐殖酸和牛血清蛋白的24 h抗污染测试,水通量仍达到初始水通量的84.2%以上。     

磺化聚砜共混纳滤膜的制备及染料脱色性能研究

采用相转化法将聚醚砜(PES)和磺化聚砜(SPSf)共混制备纳滤膜,考察了这2种材料的共混比、聚乙烯吡咯烷酮(PVP k30)和氯化锂(LiCl)含量、空气中的挥发时间对膜的脱色和脱盐性能研究及水通量变化情况。结果表明,PES和SPSf有一定的相容性,PVP k30和LiCl含量的变化以及膜片放置在空气中的挥发时间都会对膜性能产生一定的影响。当PES、SPSf的质量比为18/7,PVP k30、LiCl的质量分数分别为5%、1%,且在成膜后在空气中的挥发时间为10 s时,对几种染料的截留效果为好,刚果红、甲基蓝、日落黄的截留率分别高达99.8%、93.5%、57.9%,平均水通量可达324 L/(m~2·h)。     

纳米纤维素膜制备及其用于染料废水分离的研究

采用涂敷法制备了以纳米纤维素为分离层的复合纳滤膜,通过调节纳米纤维素铸膜液的pH,解决了铸膜液在聚砜底膜上粘合力不强、难以成膜的问题,研究了交联剂对膜性能的影响。结果表明：经戊二醛交联的纳米纤维素膜稳定性更好、截留率更高;交联膜对刚果红、橙黄G两种染料的截留率可至95%以上。     

适用于镁锂分离纳滤膜的筛选

纳滤膜广泛应用于各分离领域,市售纳滤膜种类繁多,分离性能差异很大。对6种市售的纳滤膜（NT102、NT103、NT201、NF90、NF270、XN-45）进行镁锂分离实验,通过改变原料液稀释倍数、镁锂比、温度、pH及操作压力等条件,测得在不同条件下6种纳滤膜对镁锂的分离性能。结果表明：6种纳滤膜对镁锂分离性能具有明显差异,NT201和NT103最好,NF270和XN-45次之,NF90和NT102最差,可见NT201、NT103纳滤膜对镁锂分离性能最为优异。     

纳滤膜分离技术在废水处理中的应用

纳滤作为一种新型分离技术，在处理废水的同时能够回收有用物质，因而在废水处理中得到了越来越广泛的应用。首先简介了纳滤膜分离技术的原理及特点，然后论述了纳滤膜的分离机理，接着介绍了用于表述膜的结构与性能之间关系的空间电荷、固定电荷和细孔等数学模型，最后对纳滤膜在生活污水、石油工业废水、化学工业废水、食品工业废水、造纸废水、印染废水、酸洗废液、重金属废水和电厂二次废水处理中的应用作了较全面的综述。     

单宁酸-多巴胺涂覆制备染料分离用纳滤膜

通过单宁酸及聚多巴胺涂覆,制备了单宁酸(TA)-聚偏氟乙烯(PVDF)纳滤膜,同时评价了改性膜对刚果红、伊文思蓝、活性嫩黄等染料的分离性能。结果表明,改性后膜表面粗糙度略微增大,亲水性明显增强。同时,改性膜具有水下超疏油的性质,能够完全抵抗水下油污的污染。2wt% TA-PVDF纳滤膜对多种染料的截留率能达到96.5%以上,且对刚果红、伊文思蓝、活性嫩黄等染料的截留通量都超过65.7 L/(m2?h?bar)。另外,改性膜在染料分离时截留通量基本不变,稳定性较强,在工业染料废水处理方面有一定的应用前景。     

Preparation and separation properties of polyamide nanofiltration membrane

Utilizing an interfacial polymerization technique for the preparation of a polymeric composite nanofiltration membrane, both high permeation flux of water and high salt rejection can be achieved. Synthesis conditions, such as concentration of monomer, reaction time, and swelling agent, significantly affected the separation performance of composite membranes. The composite polyamide membrane had a permeation rate of ～2–5 gallon/ft²/day (gfd) and a salt rejection rate of ～94–99% when 2000 ppm aqueous salt solution was fed at 200 psi and 25°C. Also, a higher performance nanofiltration membrane could be prepared by suitably swelling the support matrix in the period of polymerization. The results of various feed concentrations showed that permeate flux decreased with increasing salt concentration in the feed solution. This result may be due to concentration polarization on the surface of polyamide membranes. The separation performance of polyamide membranes showed an almost independent relationship with operation pressure until it was up to 200 psi. © 2002 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 83: 1112–1118, 2002     

用纳滤膜分离混合无机电解质溶液的性能评价方法

提出一个新的混合无机电解质溶液的纳滤膜分离性能的评价方法。该评价方法将纳滤膜分离性能表述为某种离子在膜中的透过率,其值与混合电解质总浓度、各种离子的当量分数和同号离子之间通过纳滤膜的竞争作用有关。首先根据一些双组分无机电解质溶液的纳滤膜分离实验获得离子的竞争系数,然后采用几种不同组成不同浓度的混合电解质溶液（NaCl和NaF;NaCl和KCl;NaF、NaCl和NaNO3;NaCl、NaNO3和Na2SO4;NaF、NaCl、NaNO3和Na2SO4）通过ESNA 1膜的透过实验验证该评价方法的适用性。结果表明混合电解质溶液总浓度和离子的当量分数是影响各种离子通过纳滤膜的表观透过率的主要因素,评价方法预测值与实验数据相符合。说明该方法适用于评价含有单价阳离子的混合无机电解质溶液的纳滤膜分离性能。     

纳滤膜分离技术的发展与工业应用

膜分离技术是新型的高科技分离手段,介绍了纳滤膜的特点、发展过程以及在工业生产中的应用。     

高浓度含盐草甘膦溶液的纳滤分离实验研究

为了考察纳滤技术分离含高浓度单价盐的草甘膦溶液的可行性,采用商业化Desal-DK纳滤膜对含有高浓度NaCl的草甘膦溶液开展了分离实验研究和模拟计算。首先研究了物料浓度、跨膜压差等因素对NaCl和草甘膦的单组分溶液的体积通量及截留率的影响,并通过拟合SK（Spiegler-Kedem）方程计算得到了膜的特征参数;其次探究了Desal-DK纳滤膜对高浓度NaCl和不同浓度草甘膦混合溶液的分离效果,实验结果说明Desal-DK纳滤膜对NaCl呈现较高的透过性,而对草甘膦则呈现较高的截留性,从而能够有效实现草甘膦和NaCl的分离;最后通过对含有100 g/L NaCl和1 g/L草甘膦的混合溶液进行预浓缩-连续恒容渗滤过程的模拟计算,得到了较高浓度的草甘膦溶液和相对较纯的NaCl溶液,证明通过纳滤渗滤过程实现含草甘膦浓盐水的资源化利用是可行的。     

ZrO2-TiO2复合纳滤膜在模拟放射性废水中的应用

核工业、核研究及医疗等过程会产生大量的放射性废水,会对环境和生物体造成严重伤害,必须经过合适的处理后才能排放。采用高性能陶瓷纳滤膜处理模拟放射性废水,考察了跨膜压差、pH和离子浓度等操作参数对Co²⁺和Sr²⁺截留性能的影响,并对操作参数进行了优化。所用陶瓷纳滤膜材料为ZrO₂-TiO₂复合材料,截留分子量为500,纯水渗透率为270 L·m^-2·h^-1·MPa^-1。研究表明,陶瓷纳滤膜对Co²⁺和Sr²⁺两种离子的截留率随着跨膜压差的升高而增大,膜的渗透通量随着跨膜压差的增大呈线性增加。pH变化时,截留率在一定pH范围内先降低后升高,在等电点（pH=7）附近达到最小值;pH=3的情况下,两种离子的截留率均达到最高,Co²⁺和Sr²⁺的截留率均在99%以上,而纳滤膜渗透通量保持稳定。离子截留率和渗透通量均随进料浓度的增大而减小,在2000 min的连续循环操作过程中,陶瓷纳滤膜材料的渗透通量及其对Co²⁺和Sr²⁺的截留率均维持在较高水平。陶瓷纳滤膜在放射性废水处理方面展现出了良好的应用前景。     

纳滤用于一价/二价无机盐溶液分离研究进展

一价和二价无机盐混合物溶液的分离在众多工业领域需求巨大,纳滤（NF）是新兴的一价/二价无机盐溶液分离方法,在经济性和可操作性上具有潜在优势。本文首先介绍了NF膜中离子跨膜传递机理的主流观点,分析了水合离子尺寸、膜结构、水合离子-水-膜相互作用以及进料液组成对离子跨膜传递过程的影响。接着介绍了高通量NF膜和高选择性NF膜的制备方法。并且概述了NF过程分离一价/二价无机盐溶液在资源开采、氯碱盐水脱硝、含盐废水处理、水软化和重金属离子去除领域的应用。分析了已有工作中存在的问题,并对该领域的发展前景进行了展望。     

基于代理模型的含盐废水多级纳滤系统的过程优化设计

基于道南细孔-介电DSPM-DE模型,开展了工业含盐废水多级纳滤分离系统的代理模型构建与优化研究。首先,利用高维模型表征的数学建模方法,构建与原有纳滤理论模型有高拟合度的高精度代理模型。基于此代理模型,进一步构建膜法分盐工艺中的多级纳滤分离的数学优化模型,并以分离单位质量NaCl的比能耗为优化目标,讨论在给定设计参数的条件下进料液中[Cl^-]/[\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{2}-}]的变化对不同级数纳滤系统的分盐性能及最优操作条件的影响。优化结果显示,进料[Cl^-]/[\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}^{\mathrm{2}-}]的增加有利于提高NaCl总回收率和降低分盐比能耗。在相同的纳滤膜投资成本下,双级系统在降低能耗方面更胜一筹,与单级系统相比最高可节能5.84%。