超亲水天然多酚改性膜的制备及其油水分离性能

为研发绿色环保、制备工艺简单的油水分离材料，以单宁酸(TA)和聚乙二醇(PEG)为改性剂，聚偏氟乙烯(PVDF)膜为基底，通过简单浸渍法，制备了超亲水复合膜(TAPE膜)。采用SEM、AFM、FTIR、XPS和接触角测定仪对TAPE膜进行了表征和分析，并考察了TAPE膜的油水分离性能、耐磨性能和稳定性。结果表明，TAPE膜具有多孔微纳米粗糙结构，当TA含量为蒸馏水质量的1.75%时，该膜的水接触角和水下油接触角分别为0°和156°，表现出超亲水性和水下超疏油性。在0.09 MPa工作压力下，TAPE膜分离水包油乳液的膜通量为1146.4 L/(m²·h)，是原始PVDF膜的30倍，该膜对油水混合液和水包油乳液的分离效率均可达99.9%。此外，TAPE膜具有良好的稳定性，膜表面经砂纸(320目)磨损(100 g载重)25次后水接触角仍高达152°。     

PAM/TiO2改性制备三种超亲水膜及其油水分离性能

含油废水对生活环境和生态平衡均造成极大的危害,因此,高效地将油水分离成为目前的研究热点.制备聚丙烯酰胺(PAM)和二氧化钛(TiO2)的质量分数为1％的水溶液,通过改变PAM与TiO2的质量比,采用 自然浸泡法对棉布、聚氨酯膜、铜网进行改性,得到超亲水的膜材料.利用SEM及XRD测试方法对改性前后的膜材料进行表征,分析...     

基于多巴胺亲水改性下Janus膜的制备及其油水乳液分离

目前用于处理含油废水的特殊润湿材料通常分为去油型和去水型,其仅局限分离单一乳液。本文基于多巴胺改性的聚偏氟乙烯(PVDF)膜,通过交替浸渍工艺和无纺布剥离,制备了具有不对称润湿性的Janus膜。通过调整交替次数以及剥离无纺布,可分别获得超亲水/水下超疏油的表面以及超疏水/超亲油的底面,水/水下油接触角(CA)差异高达150°。基于Janus膜的非对称润湿性,仅通过切换跨膜方向,对表面活性剂稳定的水包油(O/W)和油包水(W/O)乳液渗透通量高达367L/(m²·h)和1729L/(m²·h),其中水包油渗透液化学需氧量(COD)符合石油化工排放标准,油包水渗透液中水含量小于80mg/L,实现了对O/W和W/O乳液的高效分离。此外,Janus膜在牛血清蛋白(BSA)溶液分离过程中表现出理想的防污性能和可重复使用性。     

超亲水SiO_2修饰膜的构建及其油水乳液分离性能

采用硅溶胶和多巴胺作为修饰剂,通过一步反应在微孔聚丙烯膜(MPPM)表面构建了SiO_2修饰层。利用FTIR、ESEM和EDX对膜进行了表征,发现膜表面SiO_2颗粒分布非常均匀。水/油接触角及纯水通量实验结果表明,修饰膜具有超亲水性及水下超疏油性,透水能力强,水通量大[在0.1 MPa时,水通量高达(5100±500)L·m-2·h-1]。油水乳液分离结果表明,修饰膜能有效分离油水乳液,在0.05 MPa时,油水乳液水通量达2830 L·m-2·h-1,油截留率达99.8%以上,即使过膜压力增大到0.15 MPa,油截留率也能保持在99%以上,且膜表面的油污可用水清洗除去,展现出很好的应用前景。     

超亲水/水下超疏油膜的制备及油水分离性能

工业生产和频繁的溢油事故产生大量的含油废水,其高效分离依然面临全球性的挑战。具有仿生浸润特性的膜可以选择性透过水或油,分离效率高且操作简单而广泛应用于油水分离。本文通过一步浸渍法将TiO₂纳米颗粒和聚乙烯吡咯烷酮（PVP）原位固化到不锈钢网上制备了具有微/纳米层级结构的超亲水/水下超疏油油水分离膜。重点考察了TiO₂/PVP涂覆液浓度（质量分数1%、3%、5%、7%、9%）对膜的浸润特性和油水分离性能的影响。实验结果表明,不同TiO₂/PVP浓度改性的膜具有超亲水/水下超疏油特性,水的接触角均为0°,在水中油的接触角达160°,油水分离效率大于99.5%。膜通量随浓度的增大先减小后增加,当质量分数为3%时膜通量最大为8422.5L/（m²·h）。经过30次连续油水分离后,其分离效率仍大于99.5%,表明TiO₂/PVP-SS （stainless steel）膜有良好的耐久性和稳定性。因此,TiO₂/PVP-SS仿生特殊浸润膜材料在油水分离领域具有经济、高效、环境友好的潜在优势。     

亲水/水下超疏油的油水分离膜的制备及性能

近年来,膜技术在油水分离中的应用受到了研究者的广泛关注。将ZnO纳米线与氧化石墨烯(GO)片层掺混,利用真空抽滤手段,在聚偏氟乙烯支撑层上制备ZnO/GO薄膜。试验证明,ZnO纳米线在GO纳米片层间的穿插,改进了GO薄膜的内部结构和表面性质,使得薄膜的各项性能均得到改善和提升。ZnO/GO薄膜呈现出亲水和水下超疏油的性质,亲水角和水下亲油角分别为65°和175°;同时,提高膜渗透性能,纯水通量高达2 100 L/(m~2·h),为纯GO薄膜的32倍;在油水分离试验中,ZnO/GO薄膜表现出良好的油水分离性能和抗油污染性能,出水的油含量低于5 mg/L,膜通量恢复率高于80%;在分离实际含油废水时,ZnO/GO薄膜保持良好的抗污染性能和分离性能,通量衰减率为5 L/(m~2·h·min),通量恢复率为80%,分离效率约为92.8%。综上,ZnO/GO薄膜是一种新型高效的油水分离膜,在含油废水处理领域具有良好的研究和应用前景。     

基于聚酯织物的超亲水涂层的制备及其油水分离行为

将聚酯织物先后在水性聚氨酯胶黏剂溶液以及由乙烯基三乙氧基硅烷改性纳米二氧化硅、2-甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和2-羟基-2-甲基苯丙酮组成的乙醇混合溶液中浸泡,再经紫外固化,得到基于聚酯织物的无机有机复合超亲水涂层。红外光谱、扫描电镜和接触角测试结果确认了织物表面超亲水涂层的形成,水滴在织物表面完全铺展的时间最短仅为301 ms。利用超亲水聚酯织物可以进行油水分离,其分离效率达99.4%。在经过50次循环分离后,其分离效率仍可保持在98%以上。     

超亲水-水下超疏油聚氨酯海绵的制备及其油水分离性能研究

采用了一种简单、高效和环保的方法用于油水分离,即通过改进的Hummers法制备了氧化石墨烯（GO）,以GO和壳聚糖（CS）为改性原料,以聚氨酯海绵（PU）为基体,通过两步浸渍法制备了超亲水-水下超疏油海绵（PUGO@CS）。GO的加入能够增加海绵表面的粗糙度和亲水性,CS的加入能增加海绵的亲水性和GO涂层的稳定性。改性PU具有良好的弹性性能、较好的热稳定性和吸水能力。油水分离性能测试表明,仅在依靠重力的作用下即可分离多种油水混合物,对各种油水混合物的分离效率可达95%以上;改性PU良好的可重复使用性使其在10次使用后的分离效率并未明显降低;在泵提供动外力时可实现无搅拌状态下的静态连续油水分离和搅拌状态下的动态连续油水分离;在磨损循环10次以后,改性PU仍能保持较高的油水分离性能。     

超疏水膜油水分离器的设计与实验

为将超疏水/超亲油网膜应用到油水分离领域中,设计了一套油水分离装置.通过实验现象分析以及采用将实验装置倾斜一定角度放置的方式解决了该装置存在的问题.分析了倾斜对分离效果影响的原因,考察了倾斜角度对分离效果的影响.通过改变出口水柱高度、流量大小以及初始含油率大小等影响因素对该装置进行了实验,结果表明:分离装置出口水中油含量随流量和初始含油率的增大而增大,并且流量越大,这种影响越显著;通过合理控制这三者大小,该装置可实现处理大流量或较宽初始含油率范围的油水混合物.     

SiO2改性聚丙烯纤维棉对油水乳状液的高效分离

近年来,基于特殊润湿性理论制备表面具有微纳米粗糙结构的多孔材料成为油水分离领域研究的重点。为了满足不同环境下对不同形式油-水乳状液高效高通量分离的需求,该研究利用纳米SiO2颗粒对聚丙烯（PP）纤维棉有针对性地亲（疏）水改性,构建了系列不同润湿性和粗糙度的PP纤维棉,探究了不同孔隙度和表面能的PP纤维棉对W/O及O/W型乳状液的分离性能,结果表明,经过亲（疏）水改性后的PP纤维棉对水/正己烷和水/甲苯乳状液的分离效率都高于99.5%,通量高于700 L/(m2·h),并针对不同形式油-水乳状液阐释其相应的分离机制,为后续油-水乳状液分离材料的科学设计和可控制备提供了理论依据。     

超滤膜处理乳化油废水的研究进展

综述了近年来国内外超滤膜分离技术应用于乳化油废水处理的研究进展,着重介绍了超滤处理工业乳化油废水的分离性能,以及超滤过程存在的问题和解决途径.针对实际运行过程中产生的膜污染现象,在新膜材料、膜组件改进和耦合工艺3方面进行了阐述.最后对今后的研究方向提出了建议.     

面向油水分离的无机膜制备及应用进展

膜技术是处理含油污水及含水油液的有效分离方法。无机膜材料由于可调变的表面性质和良好的稳定性,即使在苛刻的条件下,在分离油水方面表现出优异的分离性能。本文首先阐述了设计与制备油水分离膜的理论基础,包括分离过程中压力驱动力和膜表面特性对膜通量和选择性的影响;然后综述了当前国内外用于油水分离的无机膜的制备及其应用进展,重点介绍分子筛膜、金属氧化物/金属氢氧化物膜和氧化石墨烯膜等的研究,分析了在不同油水混合物中研究者们调控无机膜表面性能的策略,提出膜表面润湿性和膜结构是提高膜分离效率和抗污染性的关键;最后指出抵制含大量表面活性剂、碱液及有机聚合物种的乳化油对膜造成污染,是无机膜亟需解决的问题,并展望了无机膜在分离油水方面的发展方向。     

Amphiphilic poly(ether sulfone) membranes for oil/water separation: Effect of sequence structure of the modifier

Oil‐contaminated wastewater threatens our environment and health thus novel membrane materials with low or nonfouling properties are an immediate need for oily wastewater treatment in a cost‐effective and environmentally friendly manner. In this study, three types of amphiphilic random, gradient, and block copolymers with similar molecular weights and chemical compositions, based on poly(ethylene glycol) methyl ether methacrylate (PEGMA) and 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8‐tridecafluorooctyl acrylate (TFOA), were synthesized by the reversible addition‐fragmentation chain transfer (RAFT) method. The amphiphilic Poly(ether sulfone) membranes were then fabricated by blending with these copolymers via a facile coupled process of nonsolvent induced phase separation and surface segregation. Accompanying the phase inversion process of polymer matrix, the hydrophilic and hydrophobic segments in the amphiphilic modifiers would migrate and immobilize onto the membrane surfaces. This surface segregation process leaded to a chemical heterogeneous membrane surface comprising both hydrophilic PEGMA and low surface energy PTFOA brushes, which was confirmed by X‐ray photoelectron spectroscopy (XPS) and surface wettability analyses. Oil‐in‐water emulsion filtration test of the membranes displayed a lower permeate flux decline and a higher flux recovery (as high as 99.8%), establishing their considerably elevated antifouling properties. Additionally, cyclic oil/water separation and long‐term underwater immersion tests demonstrated that the as‐prepared membranes modified by these amphiphilic additives possessed excellent antifouling stabilities. © 2016 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 63: 739–750, 2017     

Tuning the morphology of PVDF membranes using inorganic clusters for oil/water separation

Polyvinylidene fluoride (PVDF) membranes with modified membrane morphology were prepared by phase inversion process using iron alkoxide as a novel pore-forming additive (PFA). Higher pure water flux was observed for PVDF/PFA (iron alkoxide) membranes treated with 5% HCl, due to higher porosity produced by the leaching out of the iron alkoxide additive. The untreated membrane containing 0.04% iron alkoxide showed ~99% efficiency oil removal from a surfactant-stabilized oil–water emulsion. After acid treatment, there was a slight decrease in the rejection efficiency (~96.5%); however, this membrane still exhibited the highest emulsion flux. The fouling propensity of the membrane with 0.04 wt % iron alkoxide tested in a crossflow condition decreases indicating a lower amount of oil adsorbed onto the surface and a greater flux recovery ratio. The treated membranes showed appreciable anti-biofouling property when the membranes were challenged with Escherichia coli and Bacillus subtilis obtained from freshwater and/or seawater. © 2019 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2019 , 136, 47641.     

聚结技术及其乳化油水分离性能

聚结分离是一种利用油、水两相对材料浸润性的不同而实现乳化液滴聚结长大并最终通过重力沉降实现油水分离的物理方法,这种方法结构可控性好、分离效率高、运行成本低,是乳化油水分离领域的研究热点。本文首先对聚结分离方法进行详细阐述,介绍了聚结分离原理和影响因素;总结了近年来国内外学者对聚结材料表面改性和修饰等方面的研究。通过调控聚结材料的表面具有特殊浸润性,可显著提高油水分离效率;系统介绍聚结分离器的分类及其应用。最后阐述了聚结分离技术在石油化工领域的应用。本文对聚结分离技术进行展望,指出可以进一步研究实际液滴聚结过程和分离效果影响因素,应深入研究分离器在乳化油水分离过程中液滴聚结行为、机理、控制机制将是研究的重点。     

Vertically zeolitic imidazolate framework-L coated mesh with dagger-like structure for oil/water separation

The novel functional superwettable materials for high-efficiency oil/water separation are urgently required due to oil pollution in water body caused by oil tanker accidents, seabed oil production, and oil from refineries and petrochemical plants. Here, the superhydrophobic and superoleophilic zeolitic imidazolate framework-L (ZIF-L) mesh with antimicrobial effect was successfully fabricated by in-situ growth, composed of vertically ZIF-L with micro-/nanodagger-like structure and exhibited the water contact angle of 155.4 ± 1.8° and the oil contact angle of 0° in air. Furthermore, ZIF-L was verified to have an excellent antimicrobial activity, which endowed ZIF-L mesh with good antimicrobial performance. ZIF-L mesh provided a permeation flux with 1.75 × 10⁵ L m⁻² hr⁻¹ and 99.7% separation efficiency after 10 cycles operations for water mixtures with isooctane and presented optimal stability. Accordingly, the results demonstrated that ZIF-L as a new material shows an attractive applied promise for oil/water separation in industry.     

Fabrication of a superhydrophilic/underwater superoleophobic stainless steel mesh for oil/water separation with ultrahigh flux

Because of the increasing amount of oily wastewater produced each day, it is important to develop superhydrophilic/underwater superoleophobic oil/water separation membranes with ultrahigh flux and high separation efficiency. In this paper, a superhydrophilic/underwater superoleophobic N-isopropylacrylamide-coated stainless steel mesh was prepared through a simple and convenient graft polymerization approach. The obtained mesh was able to separate oil/water mixtures only by gravity. In addition, the mesh showed high-efficiency separation ability (99.2%) and ultrahigh flux (235239 L∙m^–2∙h^–1). Importantly, due to the complex cross-linked bilayer structure, the prepared mesh exhibited good recycling performance and chemical stability in highly saline, alkaline and acidic environments.     

不锈钢网负载Al-beta分子筛涂层的制备及其在油水分离中的应用

使用二次生长法在不锈钢网表面制备了Al-beta分子筛涂层,并通过扫描电镜、X射线衍射和接触角检测对其进行了表征。Al-beta分子筛晶粒以球形呈现在不锈钢网表面,并相互交联而构成微纳双级粗糙结构,Al-beta涂层表现出超亲水和水中超疏油性质。将不锈钢网负载Al-beta分子筛涂层用于分离一系列油水混合物,并考察了其耐久性和稳定性。实验结果表明,不锈钢网负载Al-beta分子筛涂层在重复使用100次后其正己烷/水分离效率仍保持在97.1%以上,酸、碱和超声等处理对其形貌和油水分离效率几乎没有影响,具备优异的耐久性、自清洁性和稳定性,在实际油水分离过程中有很大应用潜力。     

液膜法提取分离对氨基苯甲酸的研究

由磷酸三丁酯(TBP)、表面活性剂和煤油为油相,氢氧化钠溶液为内水相,含对氨基苯甲酸(PABA)的水溶液为料液(外水相),组成了W/O/W型乳状液膜体系,用乳状液膜法对料液中的PABA进行了分离富集研究。探讨了PA-BA在水中的形态分布及其液膜分离的传质机理,考察了表面活性剂种类、TBP质量分数浓度、外水相pH值和内水相氢氧化钠浓度等因素,对PABA传质分离的影响。结果表明,采用适宜的乳状液膜体系,在最佳的操作条件下,对含PABA浓度为500 mol/L的料液进行分离富集时,仅经一级液膜分离过程,PABA的分离提取率可达99%。