蒸发诱导相分离对聚砜膜结构及性能的调控EI北大核心CSCD

为减缓非溶剂诱导相分离过程中的溶剂与非溶剂之间的质量交换,延迟相转变过程,在铸膜液浸入凝固浴前引入蒸发诱导相分离,通过调节蒸发诱导时间和环境温湿度改变聚砜膜的内部结构及性能。研究表明,随着预蒸发时间的延长,铸膜液质量呈近似线性增加,水蒸气浸入铸膜液的速率高于铸膜液内溶剂的蒸发速率。同时断面形貌图显示,膜孔的形状从典型的指状孔逐渐消失转变为大小均一的细胞状圆孔,表皮层细胞状圆孔的厚度在整个膜截面中也不断增加,直到25 min时,膜截面的指状孔逐渐消失。环境温度升高(湿度减小)加快了1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)与水蒸气之间的质量交换导致指状孔结构出现。在相同蒸发温度时,膜孔隙率从78.39%降至61.12%,平均通孔孔径从0.0616μm降至0.0219μm,水通量从948.85 L/(m^(2)·h)降至4.533 L/(m^(2)·h)。但经过预蒸发过程后的膜力学性能都有所提升。     

碳纳米管在二氧化碳分离膜中的研究进展

二氧化碳(CO₂)排放问题深受关注，相比于其他处理方式，气体分离膜具有高效节能、环境友好等特点，但传统的聚合物膜问题显著。碳纳米管材料自身性能优异，但易团聚，对CO₂气体本身并不具有很好的亲和性。通对碳纳米管进行表面及结构改性后将其添加到聚合物中或单独制备成膜，既可以很好协调纯聚合物膜渗透性与选择性之间的矛盾，又表现出优异的各项性能。介绍了碳纳米管材料改性方法及其在CO₂气体分离膜中的研究进展，并对相关问题及机理进行了分析。     

磁场诱导低维磁性碳材料对聚砜膜结构及流通特性的影响

目的 在膜的形成过程中，利用磁场力将亲水性磁性碳纳米材料吸引至膜表面，可以在膜表面附加亲水性和磁性，提高膜的渗透通量和截留率，改善膜污染问题。方法 将氧化石墨烯/碳纳米管混合溶液与Fe³⁺和Fe²⁺的混合溶液通入微反应器中预混合后，利用一步水热法引入四氧化三铁(Fe₃O₄)，制备具有优异磁性能的磁性碳纳米材料(MCN)，并将其共混于聚砜(PSF)基底中，采用磁场诱导非溶剂致相分离法(NIPS)制备磁性混合基质膜(PSF/MCN)。对MCN的形貌结构及磁性等进行表征，并通过改变PSF的浓度研究磁场作用下MCN的定向迁移对膜表面形貌结构及性能的影响。结果 亲水性磁性MCN的饱和磁化强度高达53.17 emu/g(1 emu/g=1 A·m²/kg)，表现出超顺磁性，且MCN在磁场作用下向膜表面定向移动。在相同的磁场强度下，不同聚砜浓度的膜表面表现出不同的形貌特征，并在聚砜的质量分数从15%升至17.5%的过程中，膜表面粗糙度的构成由细微密集的波动形貌转变为宽泛的浮动形貌。此外，MC...