部分嵌入式静电自组装改性聚酰胺反渗透膜

针对聚酰胺反渗透膜(RO)抗阳离子表面活性剂污染能力差的难点,提出改变反渗透膜表面荷电性方法,以聚乙烯亚胺(PEI)的乙醇溶液为电解质溶液,利用部分嵌入式静电自组装法对聚酰胺反渗透膜进行改性。采用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、接触角和固体表面Zeta电位对改性反渗透膜的结构和性能进行表征。结果表明,FE-SEM图像显示膜表面形态没有发生变化;XPS元素分峰和含量分析证明了PEI成功组装在反渗透膜上;接触角验证了改性后膜的亲水性增加,Zeta电位证实了改性后膜的荷负电性减小。改性后膜通量和脱盐性能均增加,抗污染性能得到显著改善,并具有耐酸碱稳定性(pH 2～11)。     

纳滤和反渗透膜形貌结构与膜性能关系探索

纳滤和反渗透膜表面形貌结构、亲疏水性的性质与膜脱盐率、水通量等性能存在一定关系。对几款商用纳滤、反渗透膜进行表面形貌结构、表面粗糙度、亲水性表征。结果表明,纳滤膜表面平整粗糙度低、亲水性强、脱盐率较低,但水通量高。反渗透膜表面存在大量疏松的峰谷结构,比纳滤膜粗糙度更大、亲水性强。对比两款海水反渗透膜,推测调整反渗透膜"叶片"大小和数量可调节反渗透膜的脱盐率和水通量性能。     

聚酰胺复合反渗透膜表面亲水化改性及性能影响

以丁二醇二缩水甘油醚、聚乙烯醇为单体,通过在聚酰胺复合反渗透膜表面进行交联亲水化改性处理,得到亲水性聚酰胺复合反渗透膜。考察了交联亲水化改性对聚酰胺反渗透膜形貌结构及性能的影响。以2000mg/L NaCl溶液作为进料液,在225psi压力下测试了反渗透膜片的选择渗透性能,同时在1000mg/L NaCl、150mg/L十二烷基磺酸钠(SLS)、1000mg/L牛血清蛋白料液条件下评价了膜片的抗污染性能。研究结果显示,通过对聚酰胺复合反渗透膜表面进行亲水化改性处理,膜片表面微观形貌结构出现明显变化,膜表面的粗糙度降低、亲水性增强,膜片的分离性能和抗污染性能得到明显的提升。     

氧化石墨烯掺杂反渗透混合基质膜制备及性能

由于芳香族聚酰胺反渗透膜在抗污染性以及耐氯性方面存在不足,限制了其在海水淡化等方面的应用。采用往油相中添加氧化石墨烯(GO)的二次界面聚合法改性了商业反渗透膜,评价了GO掺杂反渗透混合基质膜的分离性能和耐氯性能,并用接触角仪、Zeta电位仪、扫描电镜和原子力显微镜等仪器表征了膜的亲水性能、荷电性能以及膜表面形貌。结果表明,GO的添加提高了膜的分离性能、耐氯性能和亲水性能;当GO添加量为30 mg·L-1时,膜的通量为(77.7±0.9)L·m-2·h-1,膜的截留率为97.6%±0.5%,相比商业膜分别提高了38.4%和4.5%。当氯化强度低于4800 mg·L-1·h时,膜的水通量和盐截留率变化不明显。     

高性能海水淡化反渗透膜的制备及其性能研究

通过对聚砜多孔支撑膜皮层孔型结构的调控,制备了2种性能优异的海水淡化反渗透膜,并利用SEM、AFM和FTIR等技术对其结构和性能进行了系统研究;模拟海水条件下,对由相应膜片卷制的海水淡化用膜元件的耐温性和耐盐度稳定性进行了系统评价。并以国外高性能海水淡化反渗透膜为参照进行了对比评测。结果表明,聚砜多孔支撑膜的孔型结构可以作为调控聚酰胺脱盐层结构并开发高性能海水淡化反渗透膜的有效手段;所制备的海水淡化反渗透膜膜片脱盐率最高超过99.90%,且耐温度稳定性好。相应膜元件除具有优异的脱盐率和水通量性能外,还具有较强的耐高温和耐高盐度冲击能力,并且其耐酸碱清洗能力远优于参照膜元件。     

氧化石墨烯掺杂反渗透混合基质膜制备及性能

由于芳香族聚酰胺反渗透膜在抗污染性以及耐氯性方面存在不足,限制了其在海水淡化等方面的应用。采用往油相中添加氧化石墨烯（GO）的二次界面聚合法改性了商业反渗透膜,评价了GO掺杂反渗透混合基质膜的分离性能和耐氯性能,并用接触角仪、Zeta电位仪、扫描电镜和原子力显微镜等仪器表征了膜的亲水性能、荷电性能以及膜表面形貌。结果表明,GO的添加提高了膜的分离性能、耐氯性能和亲水性能;当GO添加量为30 mg·L^-1时,膜的通量为（77.7±0.9） L·m^-2·h^-1,膜的截留率为97.6%±0.5%,相比商业膜分别提高了38.4%和4.5%。当氯化强度低于4800 mg·L^-1·h时,膜的水通量和盐截留率变化不明显。     

反渗透复合膜(Ⅰ)结构与性能

引言 反渗透被称为"21世纪的净化水技术",具有净化率高、成本低等优点,广泛应用于海水淡化、电厂水处理、纯净水制取等领域.聚酰胺含有酰胺基团(-CO-NH-),亲水性好,且其机械稳定性、热稳定性及水解稳定性均很好,是最典型的反渗透膜材料之一[1-4],与醋酸纤维素反渗透膜相比,它具有脱盐率高、通量大、操作压力要求低等优点.反渗透膜的脱盐率和通量很大程度上取决于膜的表面形态和表面化学结构.     

亲水性添加剂多巴胺对聚酰胺反渗透膜性能的影响

多巴胺作为界面反应中亲水性添加剂来制备高通量的聚酰胺反渗透膜。研究了不同水相缓冲体系下,多巴胺浓度对反渗透膜亲水性、脱盐性能以及表面形貌结构的影响。反渗透膜的脱盐性能评价采用2 000 mg/LNaCl的进水溶液,测试压力为1.0 MPa,温度为25℃;膜表面形貌结构分别采用扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)进行表征。结果显示,三乙胺樟脑磺酸盐体系下制备的RO膜较三乙胺盐酸盐体系具有更高的水通量;多巴胺的加入可有效提高膜的水通量,采用三乙胺樟脑磺酸盐体系,当多巴胺添加量质量分数为1%时,RO膜的截留率和水通量分别为99.5%和41 L/(m2·h),水通量提高了32%;SEM和AFM结果显示,添加多巴胺的RO膜表面结构更为平整、均一,平均粗糙度更小。     

聚酰胺反渗透商品膜的耐氯性研究

实验选用三款聚酰胺反渗透商品膜SWC5、SWC6和SW30进行活性氯溶液浸泡处理,研究海水反渗透膜的耐氯性及膜形貌结构和组成的变化,并探讨氯化机理。ATR-FTIR分析表明三款膜活性氯处理后酰胺Ⅰ和Ⅱ的特征峰都有不同程度的消失或减弱;XPS元素分析显示活性氯处理后膜的氧含量和O、N比都有显著的增加,膜中存在Cl元素,表明聚酰胺层发生部分降解且发生Cl取代反应。三款膜活性氯处理后表面粗糙度、表面比和水接触角有所增加。SW30膜分离性能下降程度最小,耐氯性较好。     

高通量海水淡化反渗透膜制备研究

通过分别向界面聚合过程中引入3-氨基苯磺酸-三乙胺盐(3-ABSA-TEA)及2,4-二氨基苯磺酸-三乙胺盐(2,4-DBSA-TEA)添加剂调节膜功能层结构,制备高通量海水淡化反渗透膜。研究了加入氨基苯磺酸盐添加剂对膜特性的影响。结果表明,水相中投入质量分数3.1%的3-ABSA-TEA或2,4-DBSA-TEA时,膜水通量分别提升17.4%和23.6%,且不降低膜脱盐率。2种添加剂均能使改性膜表面更加平整均匀;且低p H条件具有更高的表面电势,在测试区间内表现出更大的电位变化速率。2种以添加剂改性的膜均对牛血清白蛋白表现出优良的耐污染性能。     

双胍基化聚乙烯胺改性制备抗生物污染反渗透膜

反渗透作为一种高效、低能耗的膜分离技术,在使用过程中极易受到生物污染的侵袭,造成膜性能不可逆下降。制备具有杀菌功能的反渗透膜可以有效缓解膜生物污染问题。采用二次界面聚合法,将合成的双胍基化聚乙烯胺(PVAm G)阳离子聚合物引入到初生反渗透膜表面,制备出具有杀菌功能的PVAm G改性反渗透膜。结果表明,改性后膜表面的微观形貌和润湿性变化不大,在中性条件下膜表面荷正电。PVAm G改性膜在不降低膜选择透过性能的同时,有效提高了抗生物污染性能。PVAm G改性膜与枯草杆菌和大肠杆菌连续接触4次后,膜面细菌死亡率每次均接近99.9%,表明PVAm G改性膜具有持久的广谱杀菌性。     

原位修饰DAT提升哌嗪基聚酰胺纳滤膜耐氯性能研究

为了提高哌嗪基聚酰胺纳滤膜的耐氯性,通过原位改性的方法在膜表面修饰了对氯稳定的3,5-二氨基-1,2,4-三唑(DAT)。DAT引入后,改性膜表面出现了更大、更多的结节结构,膜表面变得更加粗糙和亲水。在DAT质量分数为0.1%、交联时间为2 min的条件下,改性膜的纯水通量高达55.9 L/(m²·h),对无机盐的截留顺序为Na₂SO₄(96.7%)>MgSO₄(79.5%)>MgCl₂(33.7%)>NaCl(27.3%)。经不同pH次氯酸钠溶液浸泡后,未改性膜的表面结构被严重破坏,形成了巨大的聚合物颗粒,堵塞了水的传递路径,水通量下降了20%以上,分离性能恶化。而改性膜受到活性氯攻击很小,表面形貌较完整地保存下来,并且在保持较高盐截留率的同时,其水通量还有所上升,这对于构建耐氯脱盐纳滤膜具有很大的吸引力。     

芳香聚酰胺类反渗透膜的研究进展

芳香聚酰胺具有酰胺基团(-CO-NH-),亲水性好,且其机械稳定性、热稳定性及水解稳定性均很好,特别适用于反渗透过程.目前,芳香聚酰胺类膜已经成为主导的反渗透膜产品,广泛应用于海水淡化、电厂水处理、纯净水制取等领域.对近10多年来芳香聚酰胺类反渗透膜的制备,改性等方面的研究进行综合评述.     

多巴胺改性的聚酰胺低压反渗透膜性能优化研究

研究了界面聚合中多巴胺对聚酰胺低压反渗透复合膜性能的影响,对影响膜性能的其他重要参数,如水相溶液组份浓度、p H、有机相溶液组份浓度,进行了优化研究。采用全反射红外光谱和X射线光电子能谱仪对低压反渗透膜表面化学结构组成进行了分析;扫描电子显微镜和原子力显微镜则对膜表面微观形貌结构做了表征;此外对膜片的表面亲水性和荷电性也做了测试;分析了膜表面微观结构和脱盐性能之间的构效关系。     

双胍基化聚乙烯胺改性制备抗生物污染反渗透膜

反渗透作为一种高效、低能耗的膜分离技术,在使用过程中极易受到生物污染的侵袭,造成膜性能不可逆下降。制备具有杀菌功能的反渗透膜可以有效缓解膜生物污染问题。采用二次界面聚合法,将合成的双胍基化聚乙烯胺（PVAmG）阳离子聚合物引入到初生反渗透膜表面,制备出具有杀菌功能的PVAmG改性反渗透膜。结果表明,改性后膜表面的微观形貌和润湿性变化不大,在中性条件下膜表面荷正电。PVAmG改性膜在不降低膜选择透过性能的同时,有效提高了抗生物污染性能。PVAmG改性膜与枯草杆菌和大肠杆菌连续接触4次后,膜面细菌死亡率每次均接近99.9%,表明PVAmG改性膜具有持久的广谱杀菌性。     

表面改性纳米二氧化钛-芳香聚酰胺复合反渗透膜的制备与表征

采用TMC对亲水纳米TiO2进行表面改性,然后添加在复合反渗透膜的聚酰胺层中,制备了改性纳米TiO2-聚酰胺复合反渗透膜。改性纳米TiO2使用红外光谱法(FTIR)和粒径分析仪进行表征;采用渗透试验,扫描电镜(SEM)、静态接触角仪、原子力显微镜等对复合膜的性能和结构分别测试和表征。结果表明,改性TiO2的表面接枝上酰氯基团,在有机溶剂中的分散性得到提高;SEM和AFM照片证实,TiO2在膜表面分布均匀,膜表面粗糙度增加;杂化复合膜亲水性也有一定程度的提高;膜性能测试结果证实了添加TiO2的复合膜水通量均高于纯聚酰胺膜,同时脱盐率变化很小。当改性TiO2的添加量为0.05%(m/v)时,水通量由11.21 L/(m2.h)提升到32.61 L/(m2.h),对NaCl截留率达到98.9%。试验结果表明,改性TiO2很好地分散在聚酰胺层,提高了水通量,还保持了高脱盐率,膜性能得到提高。     

聚乙烯电池隔膜为支撑层的反渗透膜的制备

以聚乙烯电池隔膜替代传统聚酯支撑层，利用相转换法在其上涂覆聚芳醚砜，然后利用界面聚合在表面制备聚酰胺分离层，最终成功得到以聚乙烯电池隔膜为支撑层的反渗透膜，并对膜的表面化学性能和物理结构进行了表征，利用错流过滤测试系统测试其分离性能，探究不同条件下所得反渗透膜的水通量和截留率。结果表明：聚芳醚砜、间苯二胺、1,3,5-苯三甲酰氯质量分数分别为12.00%,2.00%和0.10%时，所制反透渗膜具有均匀的脊谷结构，其对NaCl的截留率为96.87%，水通量为16.02 L/(m²·h)，且使用10 h仍保持良好的稳定性。     

模板剂在反渗透膜制备中的应用及膜性能研究

研究了苯磺酸钠、四乙基氯化铵,β环糊精三种不同模板剂作为水相添加剂对反渗透复合膜性能及膜表面形貌的影响。实验发现添加一定量的模板剂有利于提高复合膜性能,在提高复合膜截留率的同时,水通量能提升近2倍。模板剂的结构影响膜性能,模板剂结构越对称,复合膜的性能越好。扫面电镜(SEM)显示随着模板剂含量的增加,膜表面形态从叶片状过渡到颗粒状。由添加模板剂所制备的复合膜具有优异的抗污染性能和耐氯性能,复合膜以100 mg/L牛血清蛋白+500 mg/L NaCl为进料液,1.05 MPa连续运行100 h后,复合膜仍然保持较高水通量;复合膜以100 mg/L有效活性氯+500 mg/L NaCl为进料液,在1.05 MPa连续运行40 h,仍然保持较高的水通量和截留率。模板剂的使用为今后高性能反渗透膜的制备指明了方向。     

反渗透膜的制备与性能优化

在介绍反渗透膜材料的发展史的基础上,首先介绍了反渗透膜制备单体多元胺、多元酰氯的发展状况。其次介绍了反渗透膜性能优化的几种方法包括界面添加反应剂、提升支撑层厚度,优化孔型结构、表面改性、溶液表面涂敷和化学表面接枝法。通过上述方法与界面聚合相结合可改善膜的性能,提高反渗透膜水通量、脱盐率以及抗氯性、抗污染性能。最后介绍了纳米材料在反渗透膜中的应用及其发展现状。     

反渗透膜的制备与性能优化

在介绍反渗透膜材料的发展史的基础上,首先介绍了反渗透膜制备单体多元胺、多元酰氯的发展状况。其次介绍了反渗透膜性能优化的几种方法包括界面添加反应剂、提升支撑层厚度,优化孔型结构、表面改性、溶液表面涂敷和化学表面接枝法。通过上述方法与界面聚合相结合可改善膜的性能,提高反渗透膜水通量、脱盐率以及抗氯性、抗污染性能。最后介绍了纳米材料在反渗透膜中的应用及其发展现状。