双极膜改性研究进展

从膜材料改性和中间层改性2个方面对近年来双极膜的改性研究进行了分析,重点讨论了用不同大分子材料改性双极膜中间层的优势和不足。指出国内多数双极膜的制备仍处于实验研究阶段,而国外的双极膜已在市场上大规模应用,国内外差距较大。因此,改进制膜工艺和方法、寻找更加适用于制备双极膜的基膜材料、降低膜电阻和跨膜电压从而降低双极膜电渗析的运行成本、拓展双极膜的应用领域,将是今后国内双极膜制备领域的主要发展方向。     

mSA/mPAM双极膜电解槽中电合成双醛淀粉

以五氧化二磷,磷酸三乙酯和磷酸为反应剂,制备了磷酸化海藻酸钠,经Cr3+改性后作为阳膜(mSA);以甲醛、二乙胺改性聚丙烯酰胺制备了阴膜(mPAM)溶胶。将阴膜溶胶流延于阳膜上制得磷酸化mSA/mPAM双极膜。IR与接触角的分析结果表明,SA经磷酸化后,亲水性能显著提高。膜特性研究表明,双极膜具有较高的离子交换容量和离子渗透性。以mSA/mPAM双极膜为电解槽的隔膜,电氧化淀粉为双醛淀粉。在电场的作用下,双极膜中间层中的水解离产生H+和OH-,OH-及时地传输入阳极室,消除了阳极室中H+的累积,促进了正向反应的进行。在15mA·cm-2电流密度下电解6h,双醛含量达86%,平均电流效率为57%,槽电压为2.8V。     

概述离子交换膜的发展及前景应用

离子交换膜因其在节能、环保方面的巨大优势,已经发展为未来研究的主要方向。离子交换膜的分类方法已经完善,但在制备方法、改性以及应用方面的研究一直是研究的重点方向,对阴离子交换膜、阳离子交换膜及其制备过程、表面改性和掺混改性过程的研究具有巨大经济价值,离子交换膜在水处理、电渗析和冶金方面的应用可以极大的节约能源,在环境保护方面也具有巨大应用前景。     

改性离子交换膜抗污染性能研究进展

介绍了离子交换膜污染的原因和分类,根据对离子交换膜的不同要求,从3个方面详细阐述了提高离子交换膜抗污染性能的改性方向,指出探寻新的改性方法、开发新型亲水性膜材料是将来提高膜抗污染性能的主要途径。     

概述离子交换膜的发展及前景应用

离子交换膜因其在节能、环保方面的巨大优势,已经发展为未来研究的主要方向。离子交换膜的分类方法已经完善,但在制备方法、改性以及应用方面的研究一直是研究的重点方向,对阴离子交换膜、阳离子交换膜及其制备过程、表面改性和掺混改性过程的研究具有巨大经济价值,离子交换膜在水处理、电渗析和冶金方面的应用可以极大的节约能源,在环境保护方面也具有巨大应用前景。     

PPE的化学改性及在离子交换膜中的应用

介绍了聚苯醚(PPE)在化学改性方面的研究进展,简述了各种封端剂对低分子量PPE进行封端改性,重点描述了使用溴化、磺化等对PPE功能化改性,指出了目前将PPE由热塑性树脂向热固性树脂改性的发展方向,并对改性的PPE在阴离子交换膜中的应用进行了总结,得出了控制好吸水率、离子交换能力与力学性能的平衡是制备阴离子膜的关键.分...     

离子交换膜改性的研究现状及发展趋势

离子交换膜已广泛应用于化工、废水治理等工业领域。但是,目前所使用的离子交换膜选择透过性低、机械强度差、抗污染能力弱,对离子交换膜进行改性可以改善这些性能。综述了离子交换膜的改性方法,包括组成改性（表面改性和掺杂改性）和结构改性（中空纤维结构改性和增加膜基质孔隙率改性）。通过对这些方法进行分析对比得出：表面改性和掺杂改性,以聚合物为添加剂,技术简单、易操作,并且能够提高膜的综合性能,是膜改性的重要发展方向;中空纤维结构改性,由于膜的使用条件严格、清洗困难,目前得不到广泛应用,但是中空纤维结构改性使膜的结构从根本上发生了改变,这是膜改性的一个重要途径;增加膜的孔隙率只适合多孔膜的改性,这种方法研究较少。     

双极膜分离技术及应用进展

双极膜通过对水解离具有的催化效应,能够使水中的盐重新转变为酸和碱,在环境保护和资源回收等领域发挥着越来越大的作用。本文解析了双极膜的“三明治”结构特点、发展历程及发展趋势、制备工艺技术,阐述了双极膜催化水解离机理的3个模型：第二Wien效应模型、化学反应模型以及中和层模型。探究了双极膜电渗析及与其它化工过程耦合技术在不同领域的应用,其中包括酸碱生产领域、资源分离回收领域以及污染控制领域等。分析了双极膜的具体应用过程中存在的局限性并展望了双极膜在水解制氢、液流电池方面的应用前景。指出双极膜将朝着与传统化工过程、新型液流电池等系统集成化、规模化方向发展,成为多种化工应用领域的重要组件。     

聚氨酯渗透汽化膜的研究进展

聚氨酯膜材料具有良好的选择性、渗透性和力学性能等,近年来在渗透汽化领域倍受关注。本文综述了用于渗透汽化分离的聚氨酯及其改性膜的研究情况及最新进展,重点评述了以聚丁二烯、聚酯和聚醚为软段的PU渗透汽化膜材料结构特点、合成方法、分离性能,以及共混、填充和接枝3种改性方法的反应原理,改性思路、对PU膜分子结构和分离性能的影响等;同时分析了不同材料和改性方法在渗透汽化膜分离方面的优点和不足。在此基础上,对用于渗透汽化分离的聚氨酯膜材料发展方向和研究前景进行了展望。     

无机膜陶瓷支撑体研究进展

综述了无机膜支撑体的研究和发展状况,着重介绍了陶瓷支撑体的主要制备方法:干压(半干压)成型法、注浆成型法和挤压成型法,综合评述了这些方法的优缺点和目前国内外主要研究进展.对制备过程中的主要影响因素作了初步探讨,并指出目前无机膜陶瓷支撑体的研究过程中存在的主要问题.     

纳米SnO2-TiO2改性双极膜的制备及表征

将纳米SnO2-TiO2复合半导体材料添加到壳聚糖(CS)阴离子交换膜中,制备了PVA-CMC/nano-SnO2-TiO2-CS双极膜(CMC羧甲基纤维素钠,PVA聚乙烯醇),并用扫描电镜、接触角测定仪等对其进行了表征。研究表明,添加纳米SnO2-TiO2可提高双极膜的亲水性和机械性能。在高压汞灯照射下,纳米SnO2-TiO2复合半导体材料较纳米SnO2或纳米TiO2单一半导体材料具有更强的光催化双极膜中间界面层水解离能力,从而大大降低双极膜的膜阻抗和膜电阻压降(即IR降)。     

水-乙醇体系对双极膜中间界面层的影响

选取Neosepta BP-1,Fumasep FBM,CJ-BPM三种商业标准双极膜作为研究对象,以水-乙醇为研究体系,通过改变不同乙醇含量,测定双极膜的交流阻抗谱,并且对双极膜的耐溶剂性能进行评价,结果表明BP-1具有良好的耐溶剂性,FBM,CJ-BPM耐溶剂性相对较弱;水解离现象发生在LiCl水-乙醇混合溶液中,随着乙醇含量的增加,双极膜的阻值增加,而水解离程度降低。这种现象可以解释为醇解离能力要远远小于水解离能力,因此乙醇的存在使得中间界面层区域的水浓度降低,进而降低了水解离程度;通过简化算法计算出了不同乙醇含量下,BP-1,FBM的中间界面层厚度,更直观地看出乙醇对双极膜水解离性能的影响。     

纤维素热塑改性研究进展

热塑性纤维素的合成在解决人类所面临的能源、资源和环境问题方面具有重要意义,通过传统工艺如挤出、注射、模塑加工纤维素基可降解材料具有很好的应用前景。综述了近年来纤维素热塑改性的主要方法及进展,主要包括纤维素化学改性和通过接枝改性使其内部塑化,分析了改性纤维素内増塑制备可降解材料各方法的优缺点。     

电渗析苦咸水淡化技术研究进展

电渗析苦咸水淡化技术具有脱盐效果好、成本较低、绿色环保等优点,但存在制膜工艺繁琐、传质模型不够精确、能效有待提升等问题。本文首先分析了苦咸水电渗析用离子交换膜的制备及改性方法,对膜材料存在的问题进行了探讨。综述对比了苦咸水电渗析在简化模型、理论模型、半经验模型方面的原理及最新进展,系统总结了常规苦咸水电渗析过程的运行方式和工艺优化策略,并进一步介绍了以新型电去离子、冲击电渗析、可再生能源驱动电渗析为代表的新型电渗析过程在苦咸水淡化方面的原理及应用。在此基础上,提出了今后的研究方向集中于降低制膜成本、优化传质模型、探究集成膜法淡化工艺以及新型电渗析过程等方面。     

纳米SnO_2-TiO_2改性双极膜的制备及表征

将纳米SnO2-TiO2复合半导体材料添加到壳聚糖（CS）阴离子交换膜中,制备了PVA-CMC/nano-SnO2-TiO2-CS双极膜（CMC羧甲基纤维素钠,PVA聚乙烯醇）,并用扫描电镜、接触角测定仪等对其进行了表征。研究表明,添加纳米SnO2-TiO2可提高双极膜的亲水性和机械性能。在高压汞灯照射下,纳米SnO2-TiO2复合半导体材料较纳米SnO2或纳米TiO2单一半导体材料具有更强的光催化双极膜中间界面层水解离能力,从而大大降低双极膜的膜阻抗和膜电阻压降（即IR降）。     

界面聚合在渗透汽化膜分离领域的应用进展

蒸馏、萃取等传统分离方法能耗高,污染环境,而渗透汽化由于低能耗、高效、环保等优势,为共沸物、近沸点混合物的分离提供了新的思路,但渗透汽化膜制备过程中面临的最大问题是获得性能优异且稳定的膜材料。在众多制备方法中,界面聚合法具有反应活性高、常温下生成膜层稳定、制备活性层致密等特点而备受关注。通过对界面聚合过程的调控,可以优化活性层,从而制备出兼具高通量和高选择性的渗透汽化膜。本文综述了界面聚合的原理、在渗透汽化膜制备方面的优势和近年来国内外的研究进展,详细阐述了复合膜制备过程中底膜的选择与改性、界面聚合条件的调控对渗透汽化膜结构和分离性能的影响机制,并对界面聚合制备渗透汽化膜所面临的问题及前景进行了总结与展望。     

光催化双极膜的制备及应用

以聚乙烯醇（PVA）和羧甲基纤维素钠（CMC）混合制成阳膜层材料,以聚乙烯醇和壳聚糖（CS）混合制成阴膜层材料。分别用氯化铬、戊二醛对阳膜、阴膜进行交联改性,并在阴阳膜层间加入具有光催化活性的纳米二氧化钛,得mCMC/TiO2/mCS双极膜。该双极膜在紫外光照射下,具有高的水解离效率,优良的亲水性能,双极膜阻抗小,工作电压低,并将该膜应用于合成乙醛酸和丁二酸体系中。     

中空纤维陶瓷膜的研究进展

由陶瓷材料制备的无机膜具有良好的耐溶剂腐蚀性以及稳定性,在苛刻条件下能够表现出明显优于有机聚合物膜的性能。对陶瓷中空纤维膜的制备方法和制备过程中的相形成机理进行了讨论;从膜材料角度对其分类介绍;此外,介绍了陶瓷膜的煅烧工艺、表面改性及其应用等。     

亲水改性PVDF膜材料及其膜生物反应器应用

膜生物反应器（MBR）技术中最常用的膜材料是聚偏氟乙烯（PVDF）,然而由于PVDF膜的疏水性,使其在用于MBR的运行过程中存在易污染、通量低等缺陷,因此对PVDF膜材料进行亲水改性是近年来国内外研究的热点。本文首先介绍了PVDF膜材料典型的表面涂覆改性和表面化学接枝改性这两种亲水改性方法,然后概述了随着纳米科学技术的兴起,采用无机纳米材料如碳材料氧化石墨烯（GO）、无机抑菌材料纳米银粒子及二氧化钛纳米颗粒等进行功能化复合制备PVDF膜材料等亲水改性方法。研究进展表明,新型亲水改性PVDF膜材料不仅在MBR污/废水处理中优势明显,而且在可再生生物能源生产等可持续发展领域极具潜力。     

CuTsPc-SA/CuTAPc-CS双极膜在成对电合成L-半胱氨酸和L-磺基丙氨酸中的应用

用四磺酸基铜酞菁(CuTsPc)和四氨基铜酞菁(CuTAPc)改性海藻酸钠(SA)阳膜层和壳聚糖(CS)阴膜层,制备了CuTsPc-SA/CuTAPc-CS双极膜(BPM),并以CuTsPc-SA/CuTAPc-CSBPM作为电解槽隔膜,成对电合成L-磺基丙氨酸和L-半胱氨酸。研究结果表明,四磺酸基铜酞菁和四氨基铜酞菁可以促进双极膜中间层水的解离,大大降低膜阻抗和膜电阻压降(即IR降),当电流密度为45mA/cm2时,在1mol/LNa2SO4溶液中,CuTsPc-SA/CuTAPc-CS双极膜的IR降仅为0.3V。综合考虑电流效率和产量两个因素,电合成时电槽的电流密度以35mA/cm2为宜。