季铵化条件对季铵化聚醚砜酮纳滤膜性能的研究

以氯甲基化聚醚砜酮(CMPPESK)为膜材料,通过相转换法制备了CMPPESK膜,然后将其浸泡在三甲胺溶液中进行季铵化反应,即可得到荷正电的季铵化聚醚砜酮(QAPPESK)纳滤膜.考察了三甲胺浓度,季铵化时间,季铵化温度等季铵化条件对QAPPESK纳滤膜性能的影响,发现三甲胺浓度为5.0mol/L,季铵的化时间5h左右,季铵化温度为30℃时,得到的荷正电QAPPESK纳滤膜对MgCl2、Vitamin B12(VB12)具有较高的纯水通量和截留率.     

分子氨化改性聚醚砜膜的亲水性和抗污染性能

通过氨化聚醚砜(PES-NH_2)与纯聚醚砜(PES)共混的方法,经过非溶剂致相转化(NIPS)法得到了亲水抗污型聚合物膜。通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线电子能谱(XPS)对膜的结构和表面化学组成进行了分析。结果表明,以氨化聚醚砜(PES-NH_2)为共混改性剂时,共混膜的表面亲水性和抗污染性能均得到显著改善;当改性剂的含量为6%且压力为0.2 MPa时,膜材料的水通量可达到146.3 L/(m~2·h),其抗污染性能和截留率都相对较好。通过分子氨化改性能够显著改善聚醚砜膜的亲水性和抗污染能力。     

纳米纤维素原位植入改性聚醚砜超滤膜的性能研究

采用原位植入法将纳米纤维素(CNW)沉积到聚醚砜(PES)超滤膜的表面,研究凝固浴中不同纳米纤维素的浓度对聚醚砜超滤膜性能的影响,分别用扫描电子显微镜、接触角测定仪等对改性膜性能进行评价。结果表明,CNW能够良好的植入聚醚砜超滤膜表面,改变沉淀浴浓度可以获得不同CNW覆盖率的聚醚砜膜表面,改性膜断面和表面形貌也获得不同程度的改善。改性膜的亲水性随CNW浓度的提高而不断增强,当CNW浓度为0.4%(质量分数)时,此时膜拥有最大的纯水通量333 L/(m~2·h),未改性的纯膜只有192 L/(m~2·h)。膜蛋白抗污染实验中通量恢复率的结果表明,改性膜的抗污染能力明显提高。本研究为利用先进纳米材料制备高性能纳米复合膜提供了新的思路和方法。     

低温CF4等离子体改性亲水聚醚砜膜及其在直接接触式膜蒸馏中的应用

膜蒸馏是一种低能耗、高效率的海水淡化技术.文章借鉴了制备压力推动膜材料的思路,采用非对称、孔结构高度连通的亲水聚醚砜膜,通过CF4等离子体表面改性,将亲水膜改性为疏水膜材料,并应用于直接接触式膜蒸馏(DCMD)过程.对膜的结构,接触角和DCMD性能进行了表征.结果显示,改性后PES膜表面水接触角达120°.以4％ NaC1水溶液为原料,膜蒸馏中水通量达44 kg/(m2·h)(盐水温度72.6℃,冷水侧温度15℃),对盐的截留率达99.96％.实验表明,孔连通性较好的小孔径聚醚砜膜具有较好的膜蒸馏性能,可能成为具有商业用途的膜材料.     

聚醚砜酮合金超滤膜的制备及表征

采用含二氮杂萘酮结构的磺化聚醚砜酮与聚醚砜酮共混的方法制备了一种新型荷电超滤膜.通过孔隙率、表面接触角、离子交换容量以及对达旦黄水溶液、聚乙二醇(PEG)6000水溶液分离性能的测试和扫描电镜对膜孔结构的观察,研究了合金膜中磺化聚醚砜酮含量对膜性能的影响规律.结果表明:当铸膜液中磺化聚醚砜酮含量从0增加到3%时,合金超滤膜水通量增大到491 L/(m2.h),对PEG6000的截留率可达86%.合金超滤膜具有高水通量、高截留率、亲水性好等特点.     

界面季铵化交联荷电改性PSf复合膜的构造和分离性能的研究

为在膜表面构造荷电性分离层,本文利用超临界CO_2流体合成聚(苯乙烯-马来酸酐)接枝2-二甲氨基乙胺共聚物,再与1,4-对二氯苄季铵化反应,在PSf膜表面形成季铵盐结构的功能分离层。采用表面红外、扫描电镜、接触角和Zeta电位等对膜表面的化学组成、形貌、水润湿性和荷电性进行表征,研究共聚物浓度对MgCl_2透过性能的影响。改性后,膜表面亲水性增强,存在两个等电点,在p H值为4.5~7.6时,表现为荷正电性,共聚物溶液浓度在0.010%~0.0125%(质量分数)时,0.3 MPa渗透通量为35~40 L/m2·h,对MgCl_2的截留率为60%~75%。结果表明,通过界面季铵化交联能够赋予膜表面一定的荷电性,调整p H值可对不同荷电性的盐进行截留。     

用均匀实验设计法优化磺化聚醚砜超滤膜制膜工艺

采用磺化聚醚砜为膜材料,用L-S相转化法制备磺化聚醚砜超滤膜,并通过均匀试验设计,系统研究各因素对膜性能的影响,优化制膜工艺,找出回归方程和最佳工艺条件.结果表明:根据最优配方所制备的磺化聚醚砜膜的水通量为90.1 L/(m2·h),对聚乙烯醇的截留率达96.7%.     

新型聚醚砜/磺化聚醚砜共混超滤膜制备方法的研究

基于自制的磺化聚醚砜(SPES)溶液,直接将SPES溶液与聚醚砜(PES)共混配制铸膜液,制备新型的聚醚砜/磺化聚醚砜(PES/SPES)共混超滤膜,简化了制膜过程.考察了铸膜液中PES与SPES总固含量、凝固浴温度、预蒸发时间和添加剂对PES/SPES共混膜结构与性能的影响.研究发现,随铸膜液温度的降低和铸膜液中酸含量的增加,铸膜液的比浓黏度增加;制备的共混膜断面为致密皮层和多孔支撑层组成的不对称结构;随铸膜液PES/SPES总固含量的增加,共混膜的水通量降低,截留率升高;随凝固浴温度升高和预放置时间延长,共混膜水通量增加,截留率降低;聚乙二醇200(PEG200)和丙酮的加入有利于改善膜性能,当加入量为2%时,共混膜的水通量都高于460L/(m~2·h),对PEG6000截留率都大于85%.     

远程氩等离子体对聚偏氟乙烯超滤膜的表面改性

利用朗缪尔探针和发射光谱法诊断远程氩等离子体,确定了离子密度和活性粒子的分布规律,以预测最佳改性区域;采用远程氩等离子体改性聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜,设计正交实验探究远程氩等离子体处理改性效果的最优工艺组合,并通过水接触角表征超滤膜改性前后的亲水性能;利用扫描电镜和X射线光电子能谱表征膜表面的形貌和化学成分变化,并通过拉伸性能测试表征改性后PVDF超滤膜强度。最后,通过海藻酸钠(SA)过滤实验评价膜改性前后过滤性能及抗污染性能。实验结果表明,远程氩等离子体改性的最优条件为,射频功率90 W、处理时间90 s、压强20 Pa、距放电中心40 cm处;PVDF超滤膜表面通过远程氩等离子改性后,其表面通过引入含氧、含氮基团提高了其表面亲水性能,水接触角从95.63°降至62.19°,且改性后的PVDF超滤膜最大拉伸强度由403.11 gf/cm~2增至为439.37 gf/cm~2。通过SA过滤实验,改性后的PVDF超滤膜具有良好的过滤性能和抗污染性能,其水通量和SA通量分别从123.36 L/(m~2·h),49.08 L/(m~2·h)增至151.98 L/(m~2·h),68.10 L/(m~2·h),截留率从77.35%增至87.25%,总污染率从72.50%降至60.20%。     

聚电解质改性PVDF膜及其抗蛋白质污染研究

为了提高PVDF膜的抗污染性,采用两步表面接枝聚合的方法,利用含有正电荷的季胺单体2-甲基丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵(DMC)和带负电荷的羧酸单体2-羧基乙基丙烯酸酯(CAA)对PVDF中空纤维微孔膜的外表面进行亲水改性.通过控制接枝反应条件得到高亲水性、高通量和抗蛋白质污染的改性膜.结果表明,聚电解质改性PVDF膜的纯水通量保持较高水平,达到912 L/[m~2·h·(0.1 MPa)],水接触角在52 s时变为0°,同时具备优异的抗蛋白质污染性能,过滤蛋白质溶液的操作压力上涨率低,膜表面污染物含量少.     

改性水滑石复合纳滤膜的制备及染料/盐分离性能研究

通过低饱和共沉淀法制备水滑石(LDH),采用反向原子转移自由基聚合(RATRP)法在水滑石片层表面接枝聚对苯乙烯磺酸钠(PSS),制备改性水滑石LDH-PSS,最后采用层层自组装法制备LDH/LDH-PSS复合纳滤膜,并研究复合纳滤膜对染料与二价盐的分离效果以及不同添加量和LDH/LDH-PSS层数对其性能的影响.分析复合纳滤膜对一价盐、二价盐以及活性黑的截留性能和膜的纯水通量,研究复合纳滤膜的分离性能.结果表明,复合纳滤膜的纯水通量随着水滑石和改性水滑石层数的增加而降低,复合纳滤膜的纯水通量最高达到145 L/(m~2·h·MPa).复合纳滤膜对活性黑5的截留率可达96.7%,且对二价无机盐MgSO_4的截留率低至20%以下.     

电化学诱导表面引发原子转移自由基聚合构筑离子型聚醚砜膜功能表面

采用电化学诱导表面引发原子转移自由基聚合(SI-eATRP)技术,在涂覆聚多巴胺的聚醚砜膜基底上接枝离子型聚合物分子刷聚对苯乙烯磺酸钠,并通过单体浓度对聚合物分子刷进行调控。采用SEM、AFM、XPS、水接触角等表征方法对改性聚醚砜膜的结构和性能进行表征;采用水通量对其进行滤过性能测定。结果表明:成功地在改性聚醚砜膜表面接枝离子型聚合物分子刷聚对苯乙烯磺酸钠;聚合物刷相互缠结形成了球状颗粒;随着电化学诱导体系中单体浓度的增大,聚合物分子刷的接枝量增加,同时水接触角显著降低;聚合物膜表面离子型分子刷的构筑改善了亲水性,因此其纯水通量明显增加,牛血清白蛋白(BSA)截留率和通量恢复率都得到了提高。SI-eATRP用于聚合物膜材料的表面改性和调控,在生物相容性膜等领域具有潜在的应用前景。     

聚丙烯酸钠复合超滤膜研制初探(Ⅰ) UPANA-1复合膜的制备

以聚丙烯酸钠为复合膜分离层材料,多孔的聚醚砜(PES)超滤膜为基膜研制出具有超薄分离层的聚丙烯酸钠复合超滤膜(UPANA-1).用浓度为0.005 g/L的分子量为1 000的聚乙二醇水溶液作为介质溶液,室温、压力0.6 MPa下做膜性能测试,UPANA-1膜的截留率大于90%,水通量为32.6 L/(m2*h).并着重研究了基膜的选择、超薄分离层膜液的组成等制膜条件对复合膜性能的影响.     

聚丙烯酸钠复合超滤膜研制初探（I）UPANA—l复合膜的制备

以聚丙烯酸钠为复合膜分离层材料,多孔的聚醚砜(PES)超滤膜为基膜研制出具有超薄分离层的聚丙烯酸钠复合超滤膜(UPANA-1).用浓度为0.005 g/L的分子量为1 000的聚乙二醇水溶液作为介质溶液,室温、压力0.6 MPa下做膜性能测试,UPANA-1膜的截留率大于90%,水通量为32.6 L/(m2*h).并着重研究了基膜的选择、超薄分离层膜液的组成等制膜条件对复合膜性能的影响.     

正电型PVC/PEI复合纳滤膜的制备及其盐/染料分离性能

在聚氯乙烯(PVC)超滤膜表面通过沉积形成与之共价结合的聚乙烯亚胺(PEI)层,先后用戊二醛和2,3-环氧丙基三甲基氯化铵(EPTAC)令PEI交联和季铵化,制备了荷正电PVC/PEI复合纳滤膜;考察PEI分子量和EPTAC浓度对膜结构及性能的影响。结果表明,当分子量分别为5万和7万的两种PEI按质量比1∶1混合使用时,可以得到皮层致密均一的复合膜,EPTAC季铵化后PVC/PEI复合纳滤膜荷正电,有良好的亲水性,0.3 MPa操作压力下水通量达58.7L/m2·h,对NaCl不截留,对刚果红染料的截留率达98.9%,在染料和无机盐分离领域具有重要意义。     

不同孔径陶瓷膜硅烷改性及油水分离性能研究

具有低表面能的疏水陶瓷膜常用于含水油液分离,而渗透通量的提高是提升膜分离过程经济性的关键.本文通过有机硅烷接枝改性制备疏水陶瓷膜,研究硅烷改性对不同孔径陶瓷膜结构及油水分离性能的影响。以孔径为1 000 nm、100 nm、10 nm的3种陶瓷膜为研究对象,考察不同孔径陶瓷膜硅烷化改性前后膜表面微观形貌、润湿性及渗透阻力的变化,评价3种孔径疏水陶瓷膜在溶剂、酸碱等环境下的稳定性,并将3种孔径硅烷改性的陶瓷膜用于油包水乳液分离.结果表明,孔径越小的膜硅烷化改性后渗透阻力增幅越大,尤其是当孔径达到10 nm,改性前后渗透阻力相差近3倍;原膜孔径对改性膜润湿性影响不大,且均表现出良好的耐溶剂性、耐酸碱性.低压高流速的操作方式有利于提高改性膜通量;对于水含量1 000μL/L的W/O乳液,3种改性膜对水的截留率均超过93%,渗透液水含量低于70μL/L,其中1 000 nm改性膜通量最高,达375 L/(m²·h),而10 nm膜更不易被污染;对于水含量10%(体积分数)的W/O乳液,1 000 nm改性膜污染非常严重,通量迅速下降为14.1 L/(m²     

耐高温聚酰胺复合纳滤膜的染料脱盐性能研究

利用耐高温聚酰胺复合纳滤膜对偶氮染料酸性铬蓝K(ACBK)的含盐水溶液进行脱盐实验.研究了操作压力、盐水温度等对膜脱盐性能的影响,考察了复合膜在高温染料脱盐过程中的分离性能及热稳定性.结果表明,随着操作压力和温度上升,膜的通量都明显提高,对ACBK和NaCl的截留率则分别保持在100%和12%左右.在1.0MPa,80℃下复合膜可以高效地完成染料ACBK的脱盐净化.经过10d的高温染料脱盐实验,膜对染料的截留率基本不变,通量从260L/(m2·h)降低到约240L/(m2·h),经水冲洗后通量恢复到253L/(m2·h)左右.     

高盐染色废水脱盐用中空纤维超滤膜的制备和应用

在聚砜(PSf)铸膜液中加入磺化聚醚砜(SPES),引入亲水性磺酸基团(-SO_3H),采用非溶剂致相分离法(NIPS)制备PSf/SPES共混改性超滤膜.通过扫描电镜(SEM)表征膜的形貌结构,用过滤实验研究超滤膜的分离性能.结果表明,改性膜最佳制备条件为SPES添加量为质量分数0.25%,芯液组成(DMAc∶H_2O,质量分数比)为2∶8,此时制备的共混改性膜在0.1 MPa压力下,纯水水通量为282.5 L/(m~2·h),对100 mg/L的活性艳橙KE-2R、活性深蓝KE-R、直接混纺黄D-3RNL的截留率分别为95.6%、94.7%、97.4%;在100 g/L Na_2SO_4存在时,PSf/SPES共混改性膜对活性艳红X-7B的截留率仍超过60%,并可使绝大部分Na_2SO_4分子渗透通过,实现了对高盐染色废水中染料与盐分质回收的目的.此外,共混改性膜持续运行48 h处理染色废水时渗透通量和截留率变化较小,具有较好的运行稳定性,可应用于实际染色废水处理.     

新型聚醚砜超滤膜的制备与表征

以聚醚砜(PES)为膜材料,N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,聚乙二醇(PEG)和二氧化钛(TiO2)为添加剂,采用相转化法制备聚醚砜超滤膜.研究了不同铸膜液配方所制备的超滤膜的性能.考察了添加剂的种类及含量对膜性能的影响.对所制备的聚醚砜超滤膜的孔径、孔隙率及耐污染性进行了表征,并通过SEM观察了膜表面与断面形态.用PEG-400和TiO2作混合添加剂所制得的聚醚砜超滤膜纯水通量可达148 L/(m2.h),对胃蛋白酶的截留率可达56%.     

溴化聚苯醚超滤膜的表面亲水改性

先以溴化聚苯醚(BPPO)为基体,利用相转化法制备超滤膜,再用聚乙烯亚胺(PEI)作为改性剂,对BPPO膜进行一步法表面亲水改性.结果表明,PEI的接枝对膜具有较好的交联作用,随着接枝程度的提高,膜的纯水通量从125 L/(m~2·h)下降至90L/(m~2·h),但截留能力随之提高,表现为切割分子量从270 000下降至157 000.同时,随着PEI接枝量的增加,膜表面亲水的氨基含量不断增加,膜的亲水性和抗污能力随之提高.实验表明,改性膜经牛血清蛋白(BSA)溶液污染后,其纯水通量恢复率最高可达89%,相比BPPO基膜提高了约40%.