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。     

O-MWCNTs/PMIA中空纤维纳滤膜制备与性能研究

采用聚间苯二甲酰间苯二胺(PMIA)与羟基化多壁碳纳米管(O-MWCNTs)共混,通过干-湿相转化法制备中空纤维纳滤膜,研究了不同含量的羟基化多壁碳纳米管对O-MWCNTs/PMIA中空纤维纳滤膜结构与性能的影响。结果表明随着O-MWCNTs的含量的增加,膜内部指状孔明显增加,海绵状过渡层减少;O-MWCNTs/PMIA中空纤维纳滤膜的亲水性与表面电负性明显加强;共混纳滤膜的水通量随O-MWCNTs的增加而增加,对无机盐的截留出现先增加后减小的趋势。在渗透压力为1.0 MPa下,O-MWCNTs含量为0.1%时,O-MWCNTs/PMIA中空纤维纳滤膜的纯水通量为55.1 L/(m~2·h),对硫酸钠的截留率可达到78.5%,对甲基橙、亚甲基蓝、酸性红、直接红13的去除率可达到90.5%、94.4%、99.5%、99.9%。     

聚哌嗪酰胺复合纳滤膜制备及其性能表征

以聚砜超滤膜为基膜,采用界面聚合方法制备了聚哌嗪酰胺复合纳滤膜,并对其膜性能进行了表征。实验重点考察了基膜性质、聚合单体浓度、聚合反应时间、表面活性剂浓度、酸受体添加量等因素对纳滤膜性能的影响,确定了纳滤膜制备过程的界面聚合优化条件,即:水相单体(哌嗪)浓度0.08~0.12molL-1;有机相单体(间苯二甲酰氯和均苯三甲酰氯混合物)浓度0.08~0.1molL-1;聚合反应时间3~5min。在0.4MPa、25℃条件下,实验测得复合纳滤膜的水通量为4.12Lm-2h-1bar-1,膜对浓度为0.01molL-1的NaCl的截留率为30%~40%,对浓度为0.005molL-1的Na2SO4的截留率为80%~90%;对分子量不低于300gmol-1的有机物的截留率高于95%。该膜的分离性能接近于商业纳滤膜,其分离机理主要表现为“筛分机理以及膜与电解质之间的荷电作用。     

β-环糊精为水相单体的复合纳滤膜制备及染料截留性能

采用β-环糊精(β-CD)作为水相单体,均苯三甲酰氯(TMC)为油相单体,通过界面聚合法制备高通量的β-CD/TMC复合纳滤膜,利用细孔模型和静电排斥-立体位阻模型探究染料分离机理。采用红外光谱仪、场发射电子显微镜、接触角测量仪及Zeta电位分析仪进行分析表征。结果表明,红外光谱中出现了酯基官能团的特征峰;Zeta电位分析表明所制备的复合纳滤膜表面荷负电;SEM图像结构和接触角数值表明β-CD浓度为4.0%时,膜表面出现大量褶皱,膜的亲水性更好,0.2 MPa压力下,纯水通量可达207.81 L·m ^-2·h ^-1,对染料刚果红(CR)、孟加拉玫瑰红(RB)、活性艳红X-3B、亚甲基蓝(MB)的截留率分别为100%、99.05%、97.65%、32.92%;6 h连续运行实验,通量呈现先下降后稳定的趋势,对染料活性艳红X-3B的截留率始终高于97%。     

β-环糊精为水相单体的复合纳滤膜制备及染料截留性能

采用β-环糊精(β-CD)作为水相单体,均苯三甲酰氯(TMC)为油相单体,通过界面聚合法制备高通量的β-CD/TMC复合纳滤膜,利用细孔模型和静电排斥-立体位阻模型探究染料分离机理。采用红外光谱仪、场发射电子显微镜、接触角测量仪及Zeta电位分析仪进行分析表征。结果表明,红外光谱中出现了酯基官能团的特征峰;Zeta电位分析表明所制备的复合纳滤膜表面荷负电;SEM图像结构和接触角数值表明β-CD浓度为4.0%时,膜表面出现大量褶皱,膜的亲水性更好,0.2 MPa压力下,纯水通量可达207.81 L·m~(-2)·h~(-1),对染料刚果红(CR)、孟加拉玫瑰红(RB)、活性艳红X-3B、亚甲基蓝(MB)的截留率分别为100%、99.05%、97.65%、32.92%;6 h连续运行实验,通量呈现先下降后稳定的趋势,对染料活性艳红X-3B的截留率始终高于97%。     

基于树状分子聚酰胺-胺(PAMAM)的复合纳滤膜制备及性能研究

以聚砜超滤膜为支撑膜,通过聚酰胺-胺(PAMAM,G0)与均苯三甲酰氯(TMC)的界面聚合反应制备复合纳滤膜。首先优化了界面聚合过程,并通过场发射扫描电子显微镜(FESEM)进行了膜的表面形貌分析,最后考察了纳滤膜对Na2SO4、不同分子量聚乙二醇及小分子有机物的分离性能。结果表明:较优的纳滤膜制备条件为:PAMAM浓度0.25%(wt),TMC浓度0.3%(wt),界面聚合时间90 s,热处理温度60℃。FESEM分析表明经界面聚合反应后,超滤膜表面形成了一层致密的活性层。随着操作压力的增加及Na2SO4浓度的降低,膜对盐的截留率均不断增大。复合纳滤膜可有效截留盐,且其截留分子量(MWCO)处于600~1000 g mol 1。     

高通量PES/PAN超滤膜的制备及性能研究

为了制备高通量、高截留PES超滤膜,将不同质量的PES和聚丙烯腈(PAN)进行共混,通过非溶剂致相分离法(NIPS)制备PES/PAN超滤膜。详细探讨了PES与PAN共混比例对PES/PAN超滤膜的结构和性能的影响,结果表明,当PES/PAN的共混质量比例为8∶2时,PES/PAN膜的分离性能最佳,通量为509 L/(m2·h),是纯PES膜的5倍,BSA的截留率达到98.75%。     

3,5-二氧基苯甲酰哌嗪和均苯三甲酰氯界面聚合法制备复合纳滤膜

A new aromatic diamine,3,5-diaminobenzoylpiperazine (3,5-DABP),was synthesized from 3,5-diaminobenzoic acid and 1-formyl piperazine.The structure of 3,5-DABP was identified by FT-IR spectra and 1H NMR spectra.With 3,5-DABP as aqueous monomer and trimesoyl chloride (TMC) as organic monomer,thin film composite (TFC) nanofiltration membranes were prepared by interfacial polymerization technology.The salt rejection order of these TFC membranes is Na2SO4>MgSO4>MgCl2>NaCl.This sequence indicates that the membranes are negatively charged.     

单外皮层PES中空纤维气体分离膜制备的研究

以聚醚砜(PES)作膜材料,N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂,乙醇(Ethanol)作非溶剂,NMP-Water为芯液,获得PES/NMP/Ethanol铸膜液[m(PES)∶m(NMP)∶m(Ethanol)=35∶57∶8],采用相转化法制备了PES中空纤维气体分离不对称膜,研究了保存时间、硅橡胶种类、芯液浓度、芯液流量和凝胶温度等对PES中空纤维膜O2/N2渗透性能的影响。同时,分析了单外皮层PES中空纤维气体分离膜的结构,讨论了PES中空纤维气体分离膜的机械性能。当芯液组成的m(NMP)∶m(H2O)=86∶14和凝胶温度17℃时,涂3%硅橡胶A后的PES中空纤维气体分离膜气体分离性能如下:αO2/N2=6.68,JO2=2.26GPU,JN2=0.33GPU。     

高渗透性YSZ中空纤维陶瓷微滤膜的制备

采用相转化和高温烧结相结合的方法,并在纺丝过程分别以水和乙醇作为芯液和外凝固浴制备了多孔氧化钇稳定氧化锆（YSZ）中空纤维陶瓷膜,对制备的中空纤维膜微观结构、孔径分布和孔隙率、纯水通量和氮气渗透性等进行了表征。结果表明：制备的YSZ中空纤维膜为多孔非对称结构,由外部薄的海绵状多孔皮层和内部大的指孔层构成。在1350℃保温4h烧成制备的YSZ中空纤维膜表现出高渗透性,在0.10MPa压差下的纯水和氮气渗透性分别达到43.0m^3/（m^2·h.MPa）和8345.7m^3/（m^2·h·MPa）。     

耐氯改性PMIA超滤膜的制备及其结构与性能研究

采用低温溶液法共缩聚反应合成了2,4-二氨基苯磺酸改性聚间苯二甲酰间苯二胺(PMIA)共聚物,并以改性PMIA溶液为制膜原料,采用相转化法制备改性PMIA超滤膜,探讨了铸膜液PMIA浓度和凝固浴浓度对改性膜结构和性能的影响,研究了改性PMIA超滤膜的耐氯性能并与未改性的PMIA超滤膜进行对比。结果表明:由红外吸收光谱和核磁共振氢谱表征所制得的产物为目标产物,即第三单体2,4-二氨基苯磺酸被成功地引入到了大分子链之中;当铸膜液中改性PMIA质量分数为14%,凝固浴温度为20℃,凝固浴中N,N-二甲基乙酰胺质量分数为10%时,制得的改性PMIA超滤膜的综合性能最佳,其纯水通量可达352.19 L/(m²·h),对牛血清蛋白截留率为89.04%;改性PMIA超滤膜的耐氯性能在酸性、中性、碱性条件下均比未改性PMIA超滤膜的要好。     

间苯二甲胺为单体制备耐氯复合纳滤膜及其性能

以间苯二甲胺(mXDA)为胺类单体与均苯三甲酰氯(TMC)反应,制备了1种耐氯复合纳滤膜,对其表面组成、结构进行了表征,并通过改变缓冲体系、调节界面反应条件,对该纳滤膜的性能进行优化。结果表明,界面聚合反应后在底膜上成功制备了聚酰胺层。在水相单体m XDA、油相单体TMC的质量分数分别为0.1%、0.075%,反应时间30 s、热处理时间10 min的优化条件下,复合纳滤膜对Na_2SO_4的截留率达94.5%,通量56.4 L/(m~2·h)。而且该膜在活性氯的质量浓度为5 g/L时浸泡1 h仍能保持完整的功能层结构,在截留率基本保持不变的情况下水通量提升33%。     

载银羟基磷灰石/PES超滤膜的制备及性能研究

为了改善聚醚砜(PES)超滤膜的亲水性能,以载银羟基磷灰石(HAP/Ag)作为添加剂与PES共混,采用相转化法流延成膜。研究了HAP/Ag含量对复合膜过滤性能、亲水性能、力学性能和微观形貌的影响。结果表明,HAP/Ag的加入提高了PES膜的水通量、亲水性和强度;当HAP/Ag添加量为2%时,改性效果达到最佳,膜通量提高到320.86 L/(m~2·h),接触角由75.07°下降至60.62°。     

耐污染聚酰胺复合纳滤膜的制备及性能

以哌嗪(PIP)和均苯三甲酰氯(TMC)为反应单体,以聚乙烯醇(PVA)为添加剂,通过界面聚合法在聚砜超滤基膜上制备了复合纳滤膜,主要研究了PVA、PIP、TMC单体浓度、热处理条件对复合膜性能的影响,并通过扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)对复合纳滤膜结构和形貌进行表征。研究表明,PVA能够提高膜通量,增强膜亲水性,提高膜表面光滑度。最佳制膜条件是:PIP浓度为3.0 g/L,TMC浓度为1.0 g/L,PVA浓度为0.54 g/L,界面聚合时间为1 min,热处理温度为50℃,热处理时间10 min。制备的纳滤膜在处理Na2SO4、MgSO4、NaCl和MgCl2等4种盐溶液时,其截留性能与陶氏NF-270和星达NFX膜相近,而在深度处理造纸脱墨废水时,也表现出良好的分离性能和耐污染性能。     

TiO2中空纤维的制备及光催化性能

采用模板法制备了不同温度的TiO2中空纤维光催化材料,并利用X射线衍射、扫描电镜对其晶型及表面形貌进行了表征.以亚甲基蓝(MB)的脱色降解为模式反应,考察了温度对TiO2中空纤维光催化性能的影响.     

热致相分离法制备聚酰胺纤维增强PAN中空纤维膜研究

以聚丙烯腈(PAN)为基体材料,聚酰胺纤维为增强材料,采用热致相分离法制备了聚酰胺纤维增强PAN的中空纤维膜,观察了中空纤维膜的微观结构,并研究了混合稀释剂、PAN及聚酰胺纤维对中空纤维膜性能的影响.结果表明:中空纤维膜表层分子排列致密,分离层存在纤维状孔隙结构;PAN与聚酰胺纤维的相容性良好;混合稀释剂用量为10％(...     

生物质石墨烯改性聚酰胺纤维的制备及性能表征

采用聚合物熔融共混纺丝方法制备含有不同比例的生物质石墨烯的改性聚酰胺复合纤维,通过对其力学性能、远红外性能和抗菌性能的表征,发现随着生物质石墨烯含量的不断增加,复合纤维的力学性能、远红外发射率和抗菌性能得到改善;当生物质石墨烯质量分数为1%时,纤维的抗菌性能达到最佳。     

静电纺醋酸纳米纤维滤膜的制备及性能分析

为了制备高效低阻的纳米纤维空气过滤膜,采用静电纺丝技术,制备了醋酸(CA)不同质量分数、不同纺丝时间的CA纳米纤维膜,研究了CA质量分数和纺丝时间对CA纳米纤维膜的微观形貌、透气性、过滤性能等性能的影响。结果发现:随着CA质量分数和纺丝时间的增加,CA纳米纤维膜的透气率先减小后增加,过滤效率和阻力压降均先升高后降低,当CA的质量分数为12%,纺丝时间为60 min时,透气率达到247.67 mm/s,水接触角104°,过滤效率为99.94%,阻力压降为238.14 Pa,此时品质因子达到最大数值为0.030 95 Pa~(-1)。     

超声浸润法制备聚酰胺导电纤维及其性能研究

以聚酰胺纤维为基体,通过对纤维进行超声浸润的导电处理方法得到了含碳纳米管的聚酰胺导电长丝。该方法使碳纳米管部分插入纤维中以使其牢固地附着在纤维表面,改善了导电纤维涂层易脱落的缺点。通过扫描电子显微镜观察,导电性能、力学性能、耐水洗性能测试,探讨了分散混合液中甲酸体积分数、碳纳米管质量浓度对纤维导电性能的影响。结果显示:当分散混合液中甲酸体积分数为65%,碳纳米管质量浓度为3 g/L时,得到的碳纳米管/聚酰胺导电纤维的电导率可以达到2.33 S/m;甲酸的处理并未对纤维造成过大损伤,纤维力学性能良好;在经过60 min超声水洗后,纤维电导率只下降了一个数量级,耐水洗性能良好,且具有良好的力学性能。     

高密度聚乙烯/聚酰胺6复合纤维的制备及性能

以高密度聚乙烯(HDPE)为皮,以聚酰胺6(PA 6)为芯,采用皮芯复合纺丝方法制备了HDPE/PA 6复合纤维及复合色丝;对HDPE/PA 6复合纤维制备过程中的组分配比、纺丝与拉伸工艺进行了探讨,对复合纤维的截面形貌、力学性能及其织物的凉感性能进行了表征。结果表明:实验范围内,HDPE与PA 6切片的质量比为40:60时,可纺性良好,HDPE/PA 6复合纤维的初生纤维横截面皮芯结构清晰;当PA 6组分的螺杆挤出温度为260℃时,可纺性较好,在HDPE组分中添加质量分数1%～2%的专用改性母粒,可获得更好的纺丝效果;拉伸倍数为2.6～2.8时,制备的HDPE/PA 6复合纤维断裂强度达3.57～3.82 cN/dtex,且复合纤维面料的接触凉感系数达0.23 J/(cm~2·s),具有良好的接触瞬间凉感性能;制备的棕色HDPE/PA 6复合色丝的表观染色深度达5.437,复合色丝具有较好的染色性能。