新的载体媒介传递膜

总结了近几年研究和发展的几种载体媒介传递膜。与支撑液膜相比，这些膜具有好的稳定性和长的寿命。对某些物质，如重金属离子、小分子中性碳氢化合物、氨基酸等有高的选择性和通量。它们的传递机理为固定位置跳跃或移动和固定载体2种机理结合。这些研究有望在环境、生物等技术领域中应用。     

孤立的Ni/Co双金属位点协同催化CO2电还原

相邻活性位点间的协同作用可以促进催化活性,同时保持源自原子分散性质的高原子利用率,双金属位点催化剂正成为CO₂还原反应研究中的新领域。锚定在氮化碳上的原子级分散的Ni/Co双金属活性位点,可作为一种高效的CO₂电还原催化剂。该催化剂在-0.6～-1.1 V的宽电势范围内表现出优异的选择性（CO法拉第效率超过90%）,并且在连续电解40 h后仍保持94%的初始选择性,显示出卓越的稳定性。     

PEGDME强化PVDF/PP复合膜的CO2分离性能

膜分离技术具有投资小、设备简单等优点,目前广泛应用于CO2分离等方面,膜材料是膜分离技术的核心。研究表明,聚合物中醚氧基团的存在可有效提高膜对CO2的渗透速率和选择系数。聚乙二醇二甲醚(PEGDME)结构中含有丰富的醚氧基团,同时端基空间位阻提供了较高的CO2扩散系数。本文以液态PEGDME为添加剂,聚偏氟乙烯(PVDF)为共混膜材料,利用聚丙烯(PP)多孔膜为支撑,通过溶剂蒸发法制备出具有良好分离性能的PEGDME-PVDF/PP共混复合膜。结果显示,随着PEGDME含量的升高,复合膜对CO2的渗透速率和CO2/N2选择系数均呈上升趋势,当PEGDME共混含量达到50%时,CO2的渗透速率为42.9GPU,CO2/N2选择性为47.5;随着PVDF浓度的增加,CO2的渗透速率呈下降趋势,CO2/N2的选择系数则缓慢上升;适当降低溶剂蒸发温度,PVDF结晶度降低,有助于提高膜性能;当溶剂蒸发温度为30℃时,PEGDME-PVDF膜对CO2的渗透速率达到84.7GPU,CO2/N2的选择系数达到47.2。     

乳化液膜法制备草酸锌微细颗粒

采用乳化液膜法制备出草酸锌微细颗粒,乳化液膜体系以煤油为油相,以含量高于95%的二-(2-乙基己基)磷酸酯为载体,选取丁二酰亚胺类表面活性剂T155为膜相稳定剂,内、外水相分别为草酸和硝酸锌溶液,外水相Zn2 透过膜相与内水相草酸结合生成草酸锌微细颗粒。反应在40min时基本平衡,Zn2 萃取率达到90%。实验考察了反应条件对产物粒径的影响,研究表明,粒径随表面活性剂用量的增加、油水比(O/A)的增大而减小,外水相Zn2 浓度的降低可以有效地减小颗粒的粒径。TG、SEM和XRD分析证明合成产物是含两个结晶水的均匀草酸锌颗粒。将制得样品在500℃下煅烧2 h得到粒径均匀的六方纤锌矿晶系ZnO颗粒。     

硅橡胶复合膜处理含酚废水

采用了一种新的硅橡胶复合中空纤维膜处理苯酚废水。实验中复合膜硅橡胶厚度小于10μm,较前人使用硅橡胶管处理废水时苯酚的透过速率大大加快。处理高浓度（8.977 g/L）和低浓度（0.939 g/L）的苯酚废水时,去除效果分别能达到99.9%和96.9%。通过相应的模型计算,低浓度苯酚传质系数能达到3.92×10－7m/s,比硅橡胶管处理苯酚废水传质系数（1.29×10－7m/s）有很大的提高。实验发现碱液的浓度对苯酚传质系数没有太大的影响,与作者的传质模型比较吻合。也研究了含氯化钠的苯酚的传质,发现氯化钠的存在大大增加了苯酚的传质系数。     

高效膜蒸馏结晶过程的研究进展

全球性的水资源短缺及环境污染问题,使得工业废水处理、海水淡化、高价值溶质综合利用的需求日益迫切。膜蒸馏结晶过程可以充分利用低品质热源,实现高纯度水溶剂分离、盐分结晶制备,对于实现分离过程零排放和协同增效有重要意义。同时,膜蒸馏结晶也可以与多级闪蒸,多效精馏、纳滤、正向渗透、反渗透等过程进行耦合,进一步提高整体分离效率。此外,该过程对于调控晶体外部形貌,制备晶体尺寸分布集中、流动性好的晶体产品也有积极作用。基于此,针对膜蒸馏结晶原理、过程调控机制以及创新过程应用几个方面开展论述,总结了膜蒸馏结晶技术在高效分离、结晶过程精准控制等领域的关键问题和发展趋势。     

燃油选择性吸附脱硫的多孔材料研究进展

吸附脱硫技术具有操作条件温和、节能、不改变燃油品质和成本低等特点而备受关注。针对噻吩类难脱除硫化物的深度脱除和转化问题,综述了近年来应用多孔吸附材料选择性吸附超深度脱除燃油中噻吩类硫化物的作用机理及最新研究进展。重点分析了分子筛、金属有机骨架、多孔炭材料、复合材料等不同吸附剂的研究现状,并探讨了各种吸附材料的吸附机理、改性方式和优缺点。本文指出分子筛因优异的热稳定性、高比表面积、均一的孔道结构、低成本和易于工业化等特点,是目前最具优势的吸附剂材料。未来研究应着重阐明吸附机理、提高合成便捷性、脱硫性能以及再生能力,更全面系统的研究将为开发具有理想选择性和再生能力的高效吸附剂奠定基础。     

有机膜精确调控传质的新型溶析结晶及过程强化

溶析结晶是一种环保、高效的结晶方法,在温敏性、低溶解度物系的晶体生产领域具有不可替代的重要作用。但是,传统溶析结晶过程中溶液过饱和度的时空均一性差,传质调控为微米级尺度,容易爆发成核,是亟待解决的关键问题。本文提出利用聚醚砜（PES）中空纤维膜,为溶析剂与结晶溶液之间的传质提供均匀稳定的界面,实现结晶溶液与溶析剂的精确混合和结晶过程强化,开发了一种新型的溶析结晶传质调控技术。溶析剂在压力差驱动下均匀渗透通过有机膜,在结晶溶液一侧的膜外表面形成溶析剂液膜层,通过表面液膜的不断更新,将传统溶析结晶的毫米级宏观混合转变为亚微米级尺度的微观混合,实现过饱和度的均匀分布。同时,这层液膜的存在,避免了结晶溶液直接接触膜表面,有效地解决了异相成核附着导致膜污染的问题。实验中,对壳程流速做出周期性改变后,渗透通量可即时发生一致的线性响应变化,证实有机膜调控传质过程的精确性和灵敏性。PES膜重复使用多次后,渗透通量仍可以保持稳定。相比传统的滴加式溶析结晶,在相同的溶析剂传质速率下,有机膜调控过程制备的晶体产品,形貌更加规整、粒径分布更集中。因此,在溶析剂精确传质和抗污染方面,有机膜调控的溶析结晶过程均表现出良好的性能,为药物、大分子结晶的高效工业化制备开拓了新的思路。     

胺交联的磺化聚芳醚砜酮荷电膜的制备及微观结构

采用乙二胺(EDA),己二胺(HDA)和对苯二胺(PPD)为交联剂,与磺化杂萘联苯聚芳醚砜酮(SPPESK)反应生成磺酰胺交联键,制备胺交联的磺化杂萘联苯聚芳醚砜酮荷电膜.通过元素分析确定交联程度.采用示差扫描量热,扫描电镜以及应力-应变测试等方法研究交联膜的微观结构.实验结果表明,交联剂的种类、用量以及SPPESK的初始磺化度显著影响体系的相容性,交联剂用量过高会导致交联膜发生微观相分离,影响交联膜的性能.胺交联法制备荷电膜时交联度不宜过高.     

连续共价有机框架筛分复合膜及全钒电池性能

设计了应用于全钒液流电池的尺寸筛分效应共价有机框架/聚醚砜(COF/PES)复合膜,利用纳米片的有序交错堆叠在聚醚砜支撑层上构建了具有均匀埃米级离子传输通道的连续COF分离层。连续COF层的规整刚性骨架赋予了膜极低的溶胀比,有序的埃米级孔道(有效孔径约为0.6 nm)对氢/钒离子具有精确的尺寸筛分作用。COF/PES筛分复合膜的钒渗透率仅有0.61×10^-8 cm^-2·s^-1,质子/钒离子选择性为Nafion 212的4.0倍。电流密度为80 mA·cm^-2下复合膜的能量效率达到82.9%,优于Nafion 212(81.2%)。100 mA·cm^-2下的长循环测试中,复合膜电池容量保持率相比于Nafion 212电池提高了16.2%,表明连续COF/PES筛分复合膜在全钒液流电池中具有广阔的应用前景。