α-Al_2O_3中空纤维复合膜的制备及其对甲醇水溶液的分离

采用聚酰胺酸(PA)-N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)或PA-SiO2颗粒-DMAC涂膜液涂敷,通过300℃亚胺化或800℃碳化处理,对α-Al2O3中空纤维膜进行改性。在改性α-Al2O3中空纤维膜上浸涂聚乙烯醇(PVA)溶液并用戊二醛(GA)交联剂进行交联,制备α-Al2O3中空纤维渗透汽化复合膜,并对甲醇水溶液进行渗透汽化膜分离,考察了温度、料液浓度、涂膜液组成对复合膜分离性能的影响。实验结果表明,涂敷PA-DMAC涂膜液并经亚胺化的改性方式最佳,在此基础上浸涂12%(w)PVA溶液和6%(w)GA交联剂制备的复合膜分离性能较好;在温度40℃、压差100 kPa的条件下,对96%(w)甲醇水溶液的分离因子为25.0,渗透通量为15.0 g/(m2·h)。     

低临界共溶温度PSf-DMAc-PEG体系微孔膜及其性能表征

讨论了聚砜(PSf)-N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)-聚乙二醇(PEG200、PEG400和PEG600)低临界共溶温度(LCST)体系;通过理论和实验验证了其LCST体系的存在,利用LCST的热致相分离(LCST-TIPS或Reverse thermally induced phase separation,简称RTIPS)法制备了PSf微孔膜,讨论了凝胶浴温度、制膜方法、铸膜液组成对PSf微孔膜的结构及性能影响.通过RTIPS机理所成膜综合力学性能优于非溶剂致相分离(NIPS)法所制备的膜,当PEG400:DMAc质量比为1.1:1,成膜水浴温度60℃时,膜渗透性能和机械性能较好,其膜通量670 L/(m~2·h·bar)(1 bar=0.1 MPa),平均孔径0.060μm,断裂强度5.62MPa.     

纳米纤维锂离子筛吸附剂的制备及表征

通过静电纺丝制备了锂离子筛负载纳米纤维。研究了聚丙烯腈（PAN）和锂锰氧化物（Li1.6Mn1.6O4）配比对纳米纤维锂离子筛吸附剂提锂性能的影响。采用扫描电镜（SEM）和BET氮气吸附法对纳米纤维锂离子筛吸附剂的形貌和比表面积进行了表征。实验结果表明,在聚丙烯腈质量分数为7%和Li1.6Mn1.6O4质量分数为10%条件下,制得的纳米纤维锂离子筛吸附剂比表面积较大、提锂性能较好,其在质量浓度为10 mg/L的氯化锂溶液中对锂离子的吸附量可达13.6 mg/g。纳米纤维锂离子筛吸附剂克服了粉末状锂离子筛的不足,对实现海水提锂具有重要的参考价值。     

PFSA-PES-纳米颗粒复合纳米纤维的制备及催化性能

利用静电纺丝法制备了全氟磺酸(PFSA)-聚醚砜(PES)-纳米颗粒(SiO₂、TiO₂和Al₂O₃)复合纳米纤维,比较了SiO₂、TiO₂和Al₂O₃等不同纳米颗粒对磺酸基团在纤维表面分布的影响,并利用乙酸乙酯合成反应考察了纤维结构对表面磺酸基团活性的关系。结果表明:静电纺复合纳米纤维的比表面积可达85.6 m²·g^-1,纳米颗粒均匀分布在纤维表面,表面酸性中心占PFSA酸性基团总量最高达71.2%。酯化反应实验表明,复合纳米纤维具有很好的催化性能,纳米颗粒的存在可以提高酸中心的活性;同时,所得复合纳米纤维膜表现出很好的回收与可再生性能,有望作为一种对环境友好的固体酸催化剂。     

中空纤维膜渗透汽化过程中Dean涡强化传质的CFD模拟

建立了一个三维的弯管式中空纤维膜渗透汽化传质CFD模型,研究Dean涡对渗透汽化过程传质的影响,描述了膜内侧的浓度和速率变化情况,该模型与Leveque传质关联式具有良好的一致性。研究结果显示：弯管膜中Dean涡的存在能降低边界层传质阻力,总传质系数比直管膜提高了4倍;在不同的入口速率和浓度条件下,弯管膜内侧的壁面剪应力均大于直管膜。在膜阻力远小于边界层阻力的情况下,入口速率0.275 m·s^-1,水浓度10%（质量）时,弯管膜的渗透通量为12636 g·m^-2·h^-1,是直管膜的5倍。可见,弯管式中空纤维膜在渗透汽化过程中具有显著的强化传质效果。     

PVDF管式超滤预处理果汁废水

采用PVDF管式超滤膜对生化处理后的果汁废水进行预处理,讨论了膜两侧压差、膜面流速、温度以及膜污染对膜性能的影响.结果表明,在最佳的操作条件为:膜两侧压差0..23～0.27 MPa,膜面流速1.6～2.m/s,温度35～42℃.超滤(UF)出水浊度小于0.5 NUT、污染指数SDI小于2.5,满足后续反渗透膜的进水水质要求.同时,pH=12、温度为45℃的碱洗可以使PVDF管式超滤的纯水透水率恢复系数r达到95%.     

PDMS/PES中空纤维渗透汽化复合膜的制备

用干湿相转化法制备聚醚砜(PES)中空纤维超滤膜,用不同的涂膜方式将聚二甲基硅氧烷(PDMS)溶液涂在经乙醇和正己烷处理过的PES中空纤维底膜的外表面或内表面,制备PDMs/PES中空纤维复合膜,在渗透物侧压力133.33 Pa,通过5%的乙醇-水溶液考察底膜后处理、涂膜方式等因素对膜渗透汽化性能的影响.     

吸附-扩散模型与溶解-扩散模型及其修正模型的相互关系

研究了吸附-扩散模型(ADM)与溶解扩散模型(SDM)及其修正模型的相互关系,对溶解-扩散模型(SDM)、扩展-溶解扩散模型(ESDM)、不完全的溶解扩散模型(SDIM)中参数作了进一步解释.吸附-扩散模型(ADM)的一级近似表达式与溶解-扩散模型(SDM)及其修正模型的数学形式和物理意义相似,验证了吸附-扩散模型(ADM)的正确性.     

络合-超滤过程处理重金属工业废水

以废水回用为目的,研究了络合 超滤耦合过程处理重金属工业废水。利用聚丙烯酸(PAA)为络合剂和含Zn2+和Cu2+的重金属废水,讨论了各种因素,如操作压力、膜面流速、重金属与络合添加剂的质量比、pH、体积浓缩因子对超滤过程的影响。在NaCl或Na2SO4存在的条件下,对Zn2+和Cu2+仍可达到100%的去除。在较高的离子强度下,如0.203mol/L时,对Zn2+和Cu2+的截留率仍可达到95%以上。经过浓缩的重金属废水,可回收重金属,而透过液可达到回用水的标准。     

化学交联与热处理对聚乙烯醇膜性能的影响

采用相转化法制备聚乙烯醇膜,分别研究了化学交联以及热处理对膜结构和性能的影响,利用红外光谱获得膜的交联度和结晶度。结果表明随着处理时间的延长,膜的交联度或者结晶度增加;溶涨试验结果表明热处理后膜的孔隙率下降,而化学交联对膜的孔隙率影响不大;力学性能测定表明膜在干态与湿态下,力学性能差别巨大,化学交联的膜在干态下的性能要大大好于湿态下的力学性能,而热处理的膜正好相反,热处理后膜的机械性能湿态要好于干态。