界面聚合法制备高通量复合耐溶剂纳滤膜

以聚酰亚胺(PI)超滤膜为支撑层,间苯二胺(MPD)、均苯三甲酰氯(TMC)分别为水相单体及有机相单体,通过界面聚合、化学交联和溶剂活化等步骤制备了聚酰胺(PA)复合耐溶剂纳滤膜.使用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)表征PI超滤膜和复合纳滤膜的化学组成及表面、断面形貌.系统考察并优化了水相单体浓度、水相添加剂种类和环境湿度对于复合耐溶剂纳滤膜分离性能的影响.该复合耐溶剂纳滤膜在最佳制备条件下的乙醇渗透率可达45.9 L/(m~2·h·MPa),对罗丹明B(相对分子质量479)的截留率为99.8%,表现出优异的分离性能.所制备的复合耐溶剂纳滤膜在80℃的二甲基甲酰胺(DMF)中持续浸泡14 d后,分离性能基本保持不变,表现出优异的耐溶剂性能.     

PA/PVDF中空纤维复合纳滤膜的研究(Ⅱ)复合纳滤膜性能表征

对自制的芳香聚酰胺(PA)/聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维纳滤膜进行了膜性能表征,讨论了自制的PA/PVDF中空纤维纳滤膜的结构和接触角,探讨了不同操作条件以及物料性质对中空纤维纳滤膜分离性能的影响.实验结果表明,自制的PA/PVDF中空纤维复合纳滤膜对多价盐和分子量在300以上的有机分子的截留率较高,符合纳滤膜的分离范围.     

Ti3C2Tx(MXene)掺杂薄层复合纳滤膜的制备及其性能研究

通过氟化锂/稀盐酸刻蚀钛碳化铝合成单层二碳化三钛(Ti_3C_2T_x)纳米片,进而采用界面聚合方法制备一种MXene (Ti_3C_2T_x)掺杂的聚酰胺(PA)薄层复合纳滤膜,并对其渗透分离性能进行研究.以哌嗪(PIP)、Ti_3C_2T_x混合分散液作为水相、均苯三甲酰氯(TMC)的正己烷溶液作为有机相,在聚醚砜(PES)超滤膜支撑层上进行界面聚合,获得Ti_3C_2T_x掺杂的薄层复合纳滤膜.对Ti_3C_2T_x掺杂的薄层复合纳滤膜的微观结构、化学成分、表面润湿性、表面电荷特征进行详细的测试与表征,并考察了Ti_3C_2T_x掺杂量对复合纳滤膜表面微观结构和分离性能的影响.结果表明,聚酰胺皮层中Ti_3C_2T_x的掺杂增加了膜表面的粗糙度,降低了聚酰胺皮层的厚度,提高了膜表面的亲水性及负电性,并在硫酸钠盐截留率保持98%的同时提高了纳滤膜的纯水通量.     

聚哌嗪酰胺复合纳滤膜研制

以聚砜为支撑底膜,以哌嗪和均苯三甲酰氯为单体,经界面聚合反应制备聚哌嗪酰胺复合纳滤膜,详细研究了聚哌嗪酰胺复合纳滤膜的成膜规律和分离性能,研究结果表明,以聚砜为支撑底膜,采用界面聚合法,选择合适的成膜工艺（支撑底膜孔径、水相和有机相组成,热处理温度等）,可制备分离性能优越的聚哌嗪酰胺复合纳滤膜。     

复合催化剂对聚酰胺纳滤膜结构和性能的影响

以聚砜(PSf)为基膜,间苯二胺(MPD)和均苯三甲酰氯(TMC)为反应单体,通过界面聚合制备聚酰胺复合纳滤膜.考察了复合催化剂三乙胺(TEA)和樟脑磺酸(CSA)及反应条件对纳滤膜功能层结构和性能的影响.结果表明:在反应体系中,TEA和CSA的质量比为1/2时,随着复合催化剂中TEA的质量分数从0.5％增加到3％,纳滤膜功能层密度增大,表面粗糙度和水接触角下降,膜通量明显升高,但纳滤膜的截留率及其对盐的选择顺序基本不变.在TEA质量分数为2％、反应时间40 s、热处理温度80℃和热处理时间3 min的最优条件下,所得复合纳滤膜对2 g/L MgSO4溶液的截留率为93.2％,通量为16 L/(m2·h).在0.2～1.0 MPa的操作压力下,聚酰胺复合纳滤膜分离性能稳定.     

耐溶剂高分子纳滤膜研究进展

作为一种孔径2nm的压力驱动型分离膜,高分子纳滤膜在有机溶剂中的应用日益引起人们的重视,因此,对高分子纳滤膜的耐溶剂性能要求也越来越高。总结了近年来耐溶剂高分子纳滤膜在制备、分离机理以及应用等方面取得的进展,着重介绍了相转化、界面聚合、层层自组装等多种制备方法,并对今后耐溶剂高分子纳滤膜研究的发展方向提出了建议。     

新型分盐纳滤膜的制备与表征

设计界面聚合反应单体结构,调节界面聚合反应参数,是实现纳滤膜结构和性能调控的有效手段.针对Na_2SO_4/NaCl高效分离需求,以高哌嗪(HPIP)为水相单体、均苯三甲酰氯(TMC)为有机相单体,通过界面聚合反应制备了具有高Na_2SO_4/NaCl选择性的中空纤维纳滤膜.通过优化HPIP质量浓度、调节分离层的结构,可以实现对纳滤膜分离性能的有效调控.当HPIP质量浓度为3 g/L时,纳滤膜具有最佳的Na_2SO_4/NaCl选择性,该纳滤膜对Na_2SO_4和NaCl的截留率分别为98.0%和14.2%,Na_2SO_4/NaCl选择性为6.9,NaCl水溶液的渗透通量为39.7 L/(m~2·h).     

染料的纳滤分离性能和机理

考察了醋酸纤维素纳滤膜对染料溶液的分离性能,纳滤膜对染料溶液有很好的分离效果,其分离过程中筛分起主导作用;试验不同孔径的醋酸纤维素纳滤膜对萘系衍生物．以及不同材料的纳滤膜对相同分子量有机物的截留效果,其分离性能是由有机物性质和范德华引力共同作用的;分析磺化聚醚砜膜对有机物的截留和染料与膜材料界面力数据,结果表明纳滤膜分离性能是由膜、溶液和溶质三者共同决定的．     

纳滤膜制备方法的研究

作为一种新型分离膜,纳滤膜与反渗透膜和超滤膜相比具有特殊性能和优点,已经在很多领域得到了广泛的应用。目前国内外纳滤膜制备方法主要分为相转化法、复合法;着重介绍了目前应用最广泛也是最高效的复合法制备纳滤膜,其中复合法主要包括化学交联法、界面聚合法、层层组装法和膜表面接枝法,并指出了纳滤膜的发展方向。     

以碳酸氢铵为致孔剂的木质素磺酸铵耐溶剂复合纳滤膜的构筑及性能调控研究

以木磺铵为水相单体,与正己烷的均苯三甲酰氯溶液在乙二胺交联的聚醚酰亚胺膜表面发生界面聚合反应,制备了木磺铵耐溶剂复合纳滤膜.为提高膜通量,选择碳酸氢铵作为致孔剂.结果证明,通过调节碳酸氢铵的加入量可以提高木质素磺酸铵复合纳滤膜的通量.优化后的纳滤膜NF-2AL-1.5N分离10 mg/L考马斯亮蓝R250的二甲亚砜溶液,在48 h分离过程中,膜的渗透率保持在2.4 L/(m~2·h·MPa),截留率稳定在92%左右,说明所制备的复合纳滤膜在二甲基亚砜体系中具有稳定的耐溶剂性能.研究结果为提高耐溶剂纳滤膜分离性能提供了一条富有潜力的路径.     

纳米硫化铁改性纳滤膜的制备及抗菌性能

为了提高纳滤膜的抗菌性,以三氯化铁和二烯丙基二硫(DADS)为原材料,通过改进的溶剂热法合成具有抗菌能力的纳米硫化铁(nFeS).以聚砜超滤膜为基膜,将纳米硫化铁作为改性剂添加到水相哌嗪单体中,通过界面聚合制备出nFeS改性聚酰胺纳滤(NF)膜.系列表征证明nFeS成功制备并负载到聚酰胺纳滤膜选择层中.nFeS改性聚酰胺纳滤膜在0.4 MPa操作压力下的渗透通量为65.7 L/(m²·h),对1 000 mg/L的Na₂SO4截留率为94.8%;随着nFeS添加量的增加,nFeS改性纳滤膜的抗菌性能逐渐增强.在NF膜具有较好渗透分离性能的前提下,改性NF膜对革兰氏阳性菌的抑菌率达到57%,对革兰氏阴性菌的抑菌率达到41%;同时,nFeS改性NF膜还具有较好的抗污染性.     

基于有机溶剂的中空纤维纳滤膜微结构调控

聚酰胺分离层的微结构调控是制备高性能纳滤膜的关键.通过改变溶剂类型调控水相单体在反应界面的溶解和扩散能力,进而改变界面聚合反应进程,获得了具有相对疏松的粗糙三维图案化分离层结构.结果表明,疏松的分离层赋予纳滤膜较高的单/二价盐选择性,对Na_2SO_4和NaCl的截留率分别为94.8%和17.6%;粗糙的膜表面显著提升了水接触面积,对Na_2SO_4水溶液的水通量达到42.6 L/(m~2·h),为具有常规表面形貌膜的3倍.     

基于丹宁酸的低压复合纳滤膜的制备及其染料分离性能

以丹宁酸、异佛尔酮二异氰酸酯为反应物,以聚丙烯腈超滤膜为底膜,采用界面聚合法制备低压复合纳滤膜.ATR-FTIR与扫描电镜(SEM)测试结果表明,PAN表面形成无缺陷丹宁酸(TA)分离层;由于单宁酸(TA)多酚基团的空间位阻作用减慢了界面聚合反应速率,所得纳滤膜表层呈现疏松结构,在0.2MPa低操作压力下,丹宁酸复合纳滤膜的水通量可达15.81L/(m~2 h),甲基蓝截留率为94.5%;随着水相单宁酸浓度的增加,复合纳滤膜的甲基蓝截留率呈现先增加后降低的趋势,水通量的变化规律正好相反;抗污染性能测试表明,以丹宁酸制备的复合纳滤膜具有良好的抗污染性能.     

有机-无机杂化纳滤膜的制备研究进展

作为一种新型纳滤膜,有机-无机杂化纳滤膜结合了传统有机纳滤膜和无机纳滤膜的优点,具有良好的物化稳定性和优异的分离性能,引起了研究者的广泛关注。介绍了近年来有机-无机杂化纳滤膜的原料、制备方法及产品分离性能,展望了这种新型纳滤膜的应用前景。     

以PAN为基膜的复合纳滤膜的制备研究

以NaOH溶液改性后的聚丙烯腈(PAN)超滤膜为基膜,对,对′-二氨基二苯甲烷(DDM)和均苯三甲酰氯(TMC)为单体,经过界面聚合反应制备复合纳滤膜。考察了胺浓度、酸接受剂浓度、界面聚合时间等对膜分离性能的影响。结合FTIR和环境扫描电镜(ESEM)研究复合膜的表面形态及断面结构,讨论了复合纳滤膜致密层的结构与其性能的关系。结果表明,采用界面聚合反应在PAN改性膜上已复合一层致密的表皮层,该致密表皮层是聚酰胺结构。     

有机纳滤膜的制备技术

纳滤膜是近年来发展较快的重要的液体分离膜品种。综述了有机纳滤膜的制备方法和最近研究进展，并介绍了复合纳滤膜的后处理方法，对纳滤膜今后发展作了展望。     

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.     

糖基掺杂聚酰胺纳滤膜制备及其性能研究

以哌嗪和糖基物质(葡萄糖、蔗糖和棉子糖)的混合溶液为水相,均苯三甲酰氯的正己烷溶液为油相,采用界面聚合法制备了糖基掺杂的聚酰胺复合纳滤膜.其中,选择了蔗糖掺杂的纳滤膜,讨论了蔗糖和哌嗪的不同比例对纳滤膜的渗透性和分离性能的影响,并对其膜的微观结构、表面润湿性、表面电荷特征进行了详细的测试与表征.蔗糖的掺杂改变了膜的表观结构,降低了膜的粗糙度和聚酰胺皮层厚度,提高了膜的表面亲水性;随着蔗糖比例的增加,纳滤膜的渗透性能也随之增加;当蔗糖质量分数达到0.8%时,膜对Na_2SO_4的截留率仍保持在99.1%,而纯水通量则达到97.0 L/(m~2·h·MPa),较原始TFC膜上涨了86%.     

溶剂冲洗对界面聚合制备中空纤维聚酰胺纳滤膜的影响

以自制的聚砜(PSf)中空纤维超滤膜为基膜,以哌嗪为水相单体,均苯三甲酰氯为有机相单体,在PSf基膜内表面进行界面聚合反应,制备内压式中空纤维聚酰胺纳滤膜.重点研究了溶剂冲洗过程对界面聚合制备中空纤维聚酰胺纳滤膜的影响.此外,考察了哌嗪浓度、均苯三甲酰氯浓度、反应时间等条件对中空纤维纳滤膜脱盐性能的影响,表征了膜表面形貌和化学性质.在最佳条件下制备的内压式中空纤维纳滤膜的纯水渗透通量为124 L/(m²·h·MPa),截留分子量约为360,对不同无机盐的截留顺序为：Na₂SO₄(97.71%)>MgSO₄(95.08%)>CaCl₂(54.44%)>NaCl(16.18%).     

哌嗪量对聚酰胺复合纳滤膜性能的影响

在界面聚合制备聚哌嗪酰胺复合纳滤膜的过程中,研究了水相单体浓度和接触时间对膜性能的影响.水相单体采用哌嗪,质量分数范围为0.1%～0.5%,接触时间范围为60～120s.获得的系列纳滤膜分别进行了脱盐性能测试、红外光谱、表面Zeta电位等分析.结果显示,通过增加哌嗪单体含量或者延长水相接触时间,均提高了底膜中哌嗪的量,从52mg/m~2上升至389mg/m~2,同时,纳滤膜对氯化钙的截留率从4%上升至96%.结构分析后得出结论,界面聚合形成的聚酰胺量是影响纳滤膜对氯化钙截留率的主要原因.