磺化聚醚砜／聚醚砜共混超滤膜的制备及性能表征

采用亲电取代反应成功合成磺化聚醚砜(SPES),利用聚醚砜(PES)与其共混制备 SPES/PES 平板超滤膜,并对其进行性能表征.实验表明:当 SPES 质量分数为40%时水通量达到最大值409.8 L/(cm·h),牛血清蛋白(BSA)截留率达到99.8%,BSA吸附量减少了近50%.与单纯的PES膜相比,由于强亲水性基团磺酸基团(-SO3H)的成功引入,使共混膜的水接触角减小,含水率提高,其亲水性得到了显著改善.     

聚丙烯接枝聚丙烯酸荷电膜的性能研究

制备聚丙烯（PP）接枝聚丙烯酸中空纤维荷电膜，对膜表面的流动电位进行了分析，并用这种接枝膜对牛血清白蛋白（BSA）的吸附性能进行了研究．结果表明：接枝膜对BSA的截留率相对未改性前有明显提高；PP膜表面呈现正电位，而接枝膜随接枝率的增加，负电性逐渐增加；由于接枝膜表面接枝链与BSA分子的相互作用。使BSA对接枝膜的吸附有如下规律：pH=3〉pH=4．7〉pH=8．     

亲水疏油改性对PTFE平板膜油水分离性能的影响

通过亲水剂和疏油剂对PTFE平板膜进行表面处理,制备亲水疏油PTFE平板膜。采用扫描电子显微镜、孔径测试分析仪、视频接触角仪、紫外分光光度计等对亲水疏油PTFE平板膜的表面形貌、孔径、亲水性以及油水分离性能进行测试,以分析疏油剂浓度及改性顺序对膜结构和性能的影响。结果表明:疏油剂浓度的增加有利于增强膜的油水分离性能和抗污性能;先疏油改性后亲水改性时PTFE平板膜对于机油乳化油分离效果较好,且当疏油剂浓度为3.0 wt%时,油水分离的综合性能最好,水通量为2668.5 L/(m~2·h),油分子截留率为87.4%,抗污染性能最好。     

基于PTFE中空纤维膜的膜蒸馏技术处理浓海水

通过调节挤出头的尺寸和拉伸倍数,制备出4种不同壁厚和孔径的聚四氟乙烯（PTFE）中空纤维膜。将PTFE中空纤维膜制成膜组件,采用真空膜蒸馏（VMD）技术处理浓海水。研究了PTFE中空纤维膜的壁厚和孔径、料液温度和流速、冷侧真空度等对产水通量和脱盐率的影响。结果表明：减小膜丝壁厚、增加膜孔径、提高料液温度、料液流速和冷侧真空度均可增加产水通量。但产水通量随浓缩倍数的增加而减小。整个实验过程中,4种PTFE中空纤维膜的脱盐率均保持在99.5%以上,且不受操作条件的影响。     

载银TiO_2改性PVDF图案膜

将载银TiO2纳米管(Ag TNT)均匀分散在聚偏氟乙烯(PVDF)铸膜液中,利用相转化法制备PVDF/Ag TNT平板膜和负载图案的平板膜,通过扫描电子显微镜(SEM)、接触角测定、过滤实验和抑菌实验等研究其微结构、亲水性、抗污染性和抑菌性等性能.结果表明,负载图案的PVDF/Ag TNT平板膜的分离性能、亲水性、抗污染性和抑菌性都得到了改善,纯水通量增幅达70%,接触角下降明显,最大降幅为67.7°;图案膜过滤HA的不可逆污染阻力下降了37.8%;静态吸附实验表明,图案膜对HA的吸附有显著的下降,吸附量降幅为42.3%,解吸率上升了25.1%.     

一种减少超滤膜污染的新方法——表面氟化

利用氟化作用可以增强聚矾膜的抗污能力.膜表面的氟化使膜的亲水性增强,减少了疏水污物对膜表面的吸附,从而使膜的污染减少.     

Ar等离子体对聚四氟乙烯膜的表面改性

聚四氟乙烯(PTFE)膜经Ar等离子体预处理,与空气接触氧化后再接枝丙烯酸(AA)可改善其表面亲水性.通过接枝率的测定,考察了不同等离子体处理条件和接枝反应条件对膜表面接枝率的影响,并通过接触角的测定分析了PTFE膜表面亲水性的变化.结果表明,PTFE膜在放电功率为100 W、放电时间为100 s、Ar气体流量为20 cm3/min和接枝反应温度为60℃、时间为6 h、丙烯酸浓度10%的条件下,接枝率为10.565μg/cm2,接枝效果最佳.PTFE膜改性后接触角由110°降至60°左右,亲水性得到了大幅提高.     

Ar等离子体对聚四氟乙烯膜的表面改性

聚四氟乙烯（町FE）膜经Ar等离子体预处理,与空气接触氧化后再接枝丙烯酸（AA）可改善其表面亲水性．通过接枝率的测定,考察了不同等离子体处理条件和接枝反应条件对膜表面接枝率的影响,并通过接触角的测定分析了PTFE膜表面亲水性的变化．结果表明,胛FE膜在放电功率为100W、放电时间为100s、Ar气体流量为20cm^3／min和接枝反应温度为60％、时间为6h、丙烯酸浓度10％的条件下,接枝率为10．565μg／cm^2,接枝效果最佳．门FE膜改性后接触角由110°降至60°左右,亲水性得到了大幅提高．     

超滤过程中蛋白质的空间分布规律

为了研究超滤过程中蛋白质对膜污染的贡献,以异硫氰酸荧光素(FITC)对牛血清蛋白(BSA)进行标记,通过激光共聚焦显微镜(CLSM)观察聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维超滤膜过滤过程中BSA的膜相分布,探讨过滤通量及多巴胺改性对PVDF超滤膜过滤性能的影响。结果表明:在超滤过程中,BSA在疏水作用下逐渐吸附在膜孔内壁,表现出由表及里的BSA附着现象;当过滤通量由120 L/(m~2·h)提高至240 L/(m~2·h)时,BSA在膜内的附着量和过滤阻力均无显著变化;而经多巴胺改性后由于膜表面吸附的BSA量下降可使得过滤阻力比未改性时降低了40%。     

多巴胺仿生修饰PVDF微滤膜的制备及性能

为了提高PVDF微滤膜的亲水性和抗污染性能,通过浸没沉淀相转换法制备聚偏氟乙烯(PVDF)微滤膜,利用多巴胺超强的黏附性及易自聚形成聚多巴胺(PDA)的优势,对PVDF微滤膜进行表面涂覆改性,并通过ATR-FTIR、SEM和抗污染性能测试等方法探究PVDF微滤膜的性能.结果表明:通过涂覆的方法成功地将PDA沉积在PVDF微滤膜表面,改善了PVDF微滤膜表面亲水性和抗蛋白吸附性能,水接触角从纯PVDF膜的95°降低至改性膜的44°,对BSA蛋白的截留率为96.5%,通量恢复率(FRR)从纯PVDF微滤膜的43.26%增加到改性膜的77.73%.     

不同离子强度下蛋白质在PVDF膜面吸附行为评价

为考察不同离子强度下牛血清蛋白(BSA)在聚偏氟乙烯(PVDF)膜面的吸附行为及吸附层结构特征,使用耗散型石英晶体微天平(QCM-D)结合自制的PVDF膜片,综合膜污染及膜性能恢复实验,解析离子强度对超滤膜蛋白质污染的影响机理.结果表明:离子强度由0增加到1 mmol/L时,分子间静电排斥力的减弱增强了BSA在PVDF表面的吸附量,膜面形成刚性密实的BSA吸附层,膜污染加剧;相反,离子强度增大到10及100 mmol/L时,水合排斥力逐渐增强,有效减小PVDF-BSA、BSA-BSA间的相互作用力,致使BSA在PVDF表面的吸附量减小,形成松散柔软的BSA吸附层,膜污染大幅度减缓,膜通量恢复率有效提升.     

QCM-D研究BSA在不同改性PVDF超滤膜表面的吸附行为

为进一步探究经不同改性添加剂(聚乙烯吡咯烷酮PVP、聚乙烯醇PVA和聚乙二醇PEG)改性后的聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜表面对牛血清蛋白(BSA)的动态吸附行为,用旋转涂覆法将膜固定在晶片表面,采用耗散型石英晶体微天平(QCM-D)研究不同改性膜表面上的蛋白质吸附行为以及吸附层的黏弹性随时间的变化规律.结果表明:BSA的吸附行为不仅与膜表面的亲水性有关,还受其表面化学性质的影响.不同亲水性条件下PVDF/PEG膜表面吸附量较少且不易清洗;对于PVDF/PVP和PVDF/PVA膜,随着亲水角减小,|-ΔD/Δf|值变化显著,吸附层的构象也发生明显的变化.不同添加剂所含的特殊官能团(—OH、—O—和—CON—)不仅能够降低膜表面污染物的吸附量,还能够影响吸附层的结构,易于清洗.     

基于PTFE中空纤维膜的膜蒸馏技术处理浓海水

通过调节挤出头的尺寸和拉伸倍数,制备出4种不同壁厚和孔径的聚四氟乙烯(PTFE)中空纤维膜。将PTFE中空纤维膜制成膜组件,采用真空膜蒸馏(VMD)技术处理浓海水。研究了PTFE中空纤维膜的壁厚和孔径、料液温度和流速、冷侧真空度等对产水通量和脱盐率的影响。结果表明:减小膜丝壁厚、增加膜孔径、提高料液温度、料液流速和冷侧真空度均可增加产水通量。但产水通量随浓缩倍数的增加而减小。整个实验过程中,4种PTFE中空纤维膜的脱盐率均保持在99.5%以上,且不受操作条件的影响。     

对偶表面粗糙度对Nano-SiO2改性PTFE复合材料摩擦学性能的影响

为了研究干摩擦条件下对偶表面粗糙度对纳米粒子填充改性聚四氟乙烯（PTFE）复合材料摩擦磨损及转移膜特性的影响规律,本文采用冷压成型、热烧结的工艺方法制备nano-SiO2填充改性PTFE复合材料;采用LSR-2M型往复摩擦磨损试验机评价了nano-SiO2改性PTFE复合材料与具有三种不同表面粗糙度的对偶钢块（GCr15）之间的摩擦磨损性能;利用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）和能谱仪（EDS）分别表征了转移膜及磨屑的形貌、微观结构以及化学成分,从微观角度揭示nano-SiO2改性PTFE复合材料的摩擦转移机理。试验结果表明,纯PTFE及不同含量nano-SiO2填充改性PTFE复合材料的摩擦系数均随对偶钢块表面粗糙度的增大整体呈增大趋势,在粗糙度为Ra0.1的对偶表面上复合材料的摩擦系数随着nano-SiO2含量的增加变化相对较小;在三种不同粗糙度对偶表面上,nano-SiO2的加入均有效降低了PTFE的磨损体积,当填充比例为0.5wt%时复合材料在粗糙度为Ra1.2的对偶面上摩擦学性能最佳,磨合时间约为纯PTFE的1/3（缩短了近10min）,耐磨性较纯PTFE提高了34.1%。由此可见,复合材料中nano-SiO2的含量与对偶表面粗糙度存在一定的协同效应,即nano-SiO2的含量与对偶表面粗糙度具有匹配性,合理的摩擦配副能有效促进复合材料的摩擦转移,并能在对偶表面形成覆盖率高、均匀、连续、表面较粗糙且与摩擦方向趋向一致的转移膜,有利于降低材料的磨损。     

多孔 PTFE/FEP复合驻极体材料的电荷动态特性

采用高温熔融复合和负电晕充电方法制备了多孔聚四氟乙烯（PTFE）氟代乙烯丙烯共聚物（FEP）的复合驻极体膜，通过等温及热刺激表面电位测量等方法研究了复合驻极体膜的电荷储存和衰减的动态行为。结果表明：当从不同的面对复合膜材料进行充电时，复合膜系统呈现不同的驻极体特性；与单一的聚合物膜相比，PTFE面充电复合膜的电荷稳定性显著增加，而FEP面充电时复合膜的电荷稳定性则变差。     

有机物极性对超滤膜过滤性能的影响

为研究有机物极性对超滤膜过滤性能的影响,用超滤膜过滤有机物含量相当,有机物极性成分不同的5种水样,基于滤饼堵塞过滤模型和中间堵塞过滤模型对试验结果拟合。研究表明,超滤膜对不同极性有机物去除率由高到低为:VHA>SHA>NEU>CHA,在膜的浓水、正冲水、反洗水及化学清洗废液中,疏水性有机物的比例也相对较高。疏水性有机物浓度由高到低的水样1、水样2、水样3、水样4和水样5,过滤结束时通量分别为起始通量的91%,80%,69%,56%和45%,滤饼层过滤阻力系数kp和膜孔吸附系数kc均随水样中疏水性有机物含量的升高而增大,说明疏水性有机物在膜表面沉积和在膜孔的吸附性能都比亲水性有机物强,疏水性有机物是造成超滤膜有机污染的主要因素。     

超滤过程中蛋白质带电性对水合作用的影响机制

为解析超滤过程蛋白质带电性能对水合作用力的影响机制,在牛血清蛋白(BSA)带正电、中性及负电条件下,分别考察PVDF-BSA及BSA-BSA之间的相互作用力随离子强度的变化特征,结合相应条件下BSA的Zeta电位变化特征,探讨超滤过程蛋白质带电性能对水合作用力的影响机制.结果证实BSA带电性能是影响水合作用力的关键因素.在BSA带正电条件下,作用力随离子强度的增大而增大,主要是因为BSA带正电时无水合作用存在,静电作用力的变化是控制膜污染的主要因素.在BSA电中性及负电条件下,BSA及PVDF膜面吸附累积大量的水合阳离子,随离子强度的增大,有效触发PVDF-BSA及BSA-BSA之间的水合排斥力,进而大幅度减缓膜污染;且在BSA等电点更容易观察到水合作用现象.     

聚四氟乙烯膜的亲水改性研究

为提高聚四氟乙烯膜的表面亲水性,基于多巴胺氧化自聚合形成聚多巴胺的特点,来改性聚四氟乙烯膜,同时研究改性效果对改性时间的依赖性。选取扫描电镜、原子力显微镜、红外光谱、接触角测定手段表征改性后聚四氟乙烯膜的各项性能。研究发现,随着改性时间的延长,聚多巴胺逐渐沉积在聚四氟乙烯表面,膜表面引入-NH_2亲水基团,静态水接触角逐渐减小。当改性时间到24 h时,接触角为68°且不再随时间发生明显变化。     

聚四氟乙烯微孔薄膜的物理亲水改性研究

改进传统的聚四氟乙烯(PTFE)亲水改性方法,提出薄膜先吸附氢氧化铁(Fe(OH)3)胶体再聚合丙烯酸(AA)的改性方法。采用红外光谱、扫描电镜,以及测定接触角和水通量研究薄膜改性前后的化学组成、形貌和性能的变化。结果表明,吸附Fe(OH)3后薄膜与水的接触角明显下降,可进一步改善薄膜的水透过性能。     

钠-萘处理液浓度与聚四氟乙烯薄膜改性效果关系的研究

采用钠-萘处理液对聚四氟乙烯(PTFE)微孔薄膜进行表面改性,改性后PTFE薄膜表面形成了一层粗糙的处理层.表面元素分析表明薄膜表面F元素含量显著降低;接触角和剪切强度测试表明处理液浓度0.4 mol/L为最佳处理条件,薄膜的亲水性和粘结性能都得到了明显的改善.