聚醚砜与杂萘联苯共聚醚砜共混超滤膜的制备

以聚醚砜(PES)与杂萘联苯共聚醚砜(PPBES)为膜材料,通过溶液共混,采用相转化法制备了PES/PPBES共混超滤膜.结合差示扫描量热分析仪、傅里叶变换红外光谱仪、旋转黏度计、接触角测量仪、扫描电子显微镜、万能材料试验机等,分析了PES/PPBES共混比例对铸膜液相容性、铸膜液黏度、超滤膜结构和性能等的影响规律.实验结果表明,当共混物中PPBES质量分数低于20%时,PPBES与PES具有较好的相容性;实验范围内,PES/PPBES中空纤维共混超滤膜均有较高的牛血清蛋白(BSA)截留率,膜的亲水性明显提高,纯水通量显著增加,当PPBES质量分数为30%时,纯水通量可达到60.5L/(m~2·h),是PES膜的2.5倍左右.     

新型聚醚砜/磺化聚醚砜共混超滤膜制备方法的研究

基于自制的磺化聚醚砜(SPES)溶液,直接将SPES溶液与聚醚砜(PES)共混配制铸膜液,制备新型的聚醚砜/磺化聚醚砜(PES/SPES)共混超滤膜,简化了制膜过程.考察了铸膜液中PES与SPES总固含量、凝固浴温度、预蒸发时间和添加剂对PES/SPES共混膜结构与性能的影响.研究发现,随铸膜液温度的降低和铸膜液中酸含量的增加,铸膜液的比浓黏度增加;制备的共混膜断面为致密皮层和多孔支撑层组成的不对称结构;随铸膜液PES/SPES总固含量的增加,共混膜的水通量降低,截留率升高;随凝固浴温度升高和预放置时间延长,共混膜水通量增加,截留率降低;聚乙二醇200(PEG200)和丙酮的加入有利于改善膜性能,当加入量为2%时,共混膜的水通量都高于460L/(m~2·h),对PEG6000截留率都大于85%.     

两亲聚合物改性PVDF膜处理含油废水的研究

合成了一种两亲聚合物并共混到PVDF中,通过相转化法(L-S)制备改性PVDF平板膜,研究了改性膜在含油废水处理中的应用.通过对浓度为80～240mg/L含油水的膜分离实验表明,改性膜比纯PVDF膜的截留率和水通量都有显著提高.纯PVDF膜除油率最高达89.1％,而改性膜除油率最高达97.0％.衰减趋稳后,纯PVDF膜水通量在20 L/(m2·h)左右,而改性膜水通量稳定在50 L/(m2.h)左右.     

正渗透膜对印染废水中铬的处理特性

利用水通道蛋白正渗透(FO)膜对含铬模拟废水和印染废水进行处理,分别研究了汲取液浓度和原料液pH对FO膜的水通量、盐返混通量及重金属铬截留效果的影响.结果表明,汲取液浓度对通量影响显著,处理模拟废水时,当氯化钠浓度从0.5 mol/L增加到2.0 mol/L时,膜的水通量从9.7 L/(m~2·h)增加到16.9 L/(m~2·h),盐返混通量从4.35 g/(m~2·h)增加到7.65 g/(m~2·h).而在处理印染实际废水的时候,膜的水通量从6.5 L/(m~2·h)增加到13.3 L/(m~2·h),截留率随汲取液浓度的增加而减小;另外随原料液pH的不断提高,对重金属铬的截留率也不断提高,在模拟废水的pH从3.0增加到11.0的过程中,对铬的截留率从98.8%增加到了99.7%,而对印染实际废水的处理中铬的截留率均高于99.5%,此外随着氯化钠浓度的提高,铬的截留率有所下降.这些数据可为FO应用于印染废水和重金属处理提供一定的参考.     

分子氨化改性聚醚砜膜的亲水性和抗污染性能

通过氨化聚醚砜(PES-NH_2)与纯聚醚砜(PES)共混的方法,经过非溶剂致相转化(NIPS)法得到了亲水抗污型聚合物膜。通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线电子能谱(XPS)对膜的结构和表面化学组成进行了分析。结果表明,以氨化聚醚砜(PES-NH_2)为共混改性剂时,共混膜的表面亲水性和抗污染性能均得到显著改善;当改性剂的含量为6%且压力为0.2 MPa时,膜材料的水通量可达到146.3 L/(m~2·h),其抗污染性能和截留率都相对较好。通过分子氨化改性能够显著改善聚醚砜膜的亲水性和抗污染能力。     

磺化聚砜在聚醚砜膜亲水改性中的制备与表征

以聚醚砜(PES)和磺化聚砜(SPSf)为膜材料,N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,聚乙二醇(PEG)为制孔剂,采用干湿法制备中空纤维超滤膜,研究了不同磺化度的SPSf及SPSf浓度对中空纤维共混膜的影响,通过傅里叶变换红外光谱仪、扫描电镜和孔径测试,分别研究了SPSf的化学结构、膜的形态和孔径分布。通过超滤膜性能的测试,探讨了共混膜性能的影响。结果表明,在磺化度10%,磺化聚砜质量分数4%时,超滤膜的水通量为450 L/(m2·h),对聚乙二醇-20000(PEG-20000)的截留率为95%;共混膜随温度的升高,共混膜的水通量降低,截留率几乎稳定不变;对牛血清蛋白(BSA)的通量衰减率为10.9%,通量恢复率为21%。     

PVDF/PDA共混膜的制备及其性能研究

采用多巴胺自聚合原理生成聚多巴胺,通过聚多巴胺对PVDF膜进行共混改性,制得聚偏氟乙烯/多巴胺(PVDF/PDA)共混膜.采用SEM、纯水和酵母悬浊液超滤杯恒压过滤测试以及抗污染能力测试等对共混膜的结构和性质进行考察,同时探讨了不同共混浓度及不同PDA添加量对膜抗污染能力的影响.PDA添加量为0.3%(质量分数)时,纯水通量从PVDF对照膜的56.19L/(m2·h)提高至69.63L/(m2·h).通过重复过滤实验考察共混膜的抗污染能力,结果表明,加入PDA后共混膜的抗污能力有很大提高,PVDF对照膜的一次和二次通量恢复率仅为68.5%和56.4%,而PDA改性后的共混膜通量恢复率均在90%以上.     

聚醚砜荷正电超滤膜的制备及对染料的分离研究

采用非溶剂相转化法制备了氯甲基聚醚砜/聚醚砜(CMPES/PES)共混膜,并在其表面进行季铵化改性,制得季铵化聚醚砜荷正电超滤膜。经过元素分析,季铵基团成功地接枝在膜的表面。实验对膜的亲水性能、抗污染性能及对染料的分离性能进行了研究。结果表明:季铵化改性膜的亲水性能和水通量显著提高,通量由原来的177L/m2·h增加到233L/m2·h;且改性膜的总污染指数(Rt)和水通量恢复率(FRR)均显著增大,这说明改性后的膜大大降低了不可逆污染。季铵化膜对碱性染料具有较好的分离效果,其中阿利新蓝(AB)的截留率大于90%。     

聚偏氟乙烯超滤膜的超声辅助清洗及抑垢

研究了40 kHz超声波处理器在特定声强(1 700和2 700 W/m2)下对聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜组件的破坏情况、浸泡时间对清洗效果的影响、超声协同化学浸泡对膜的清洗效果和超声抑垢过程.得出普通清洗方法清洗时间以6 h最佳,通量提高率为19.2%;利用超声辅助清洗,通量提高率为71%.在抑垢试验中,膜初始通量(纯水通量)为48.6 L/(m2·h),在无超声及无曝气条件下,使用180 min后,通量降至37.26 L/(m2·h),为初始通量的67.4%;当开启声强为270 W/m2及曝气和600 W/m2超声及曝气后,超滤180 min,膜通量为43.16和45.36 L/(m2·h),为初始通量的89.7%和94%,均好于未开超声时的效果.高的声强,抑垢效果好.     

PVC/ PVA共混膜的制备及性能研究

采用相转化法制备了聚氯乙烯/聚乙烯醇(PVC/PVA)共混膜,讨论了聚乙烯醇与聚氯乙烯的共混相容性,以及聚乙烯醇含量对共混膜透过性能、亲水性能及机械性能的影响.实验结果表明,聚氯乙烯/聚乙烯醇共混体系为部分相容体系;当铸膜液中聚合物质量分数为12%、聚合物中聚乙烯醇质量分数为10%时,共混膜亲水性较好,水通量可由160.3 L/(m~2·h)增大到298.5 L/(m~2·h),对牛血清蛋白的截留率为82.5%,同时膜的弹性和韧性明显增强;聚乙烯醇可以有效地改善聚氯乙烯超滤膜的亲水性和机械性能,是优良的聚氯乙烯膜共混改性材料.     

热致相分离法制备亲水性聚丙烯中空纤维膜

通过热致相分离法(TIPS),利用亲水性聚合物聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)来提高聚丙烯(iPP)中空纤维膜的亲水性,并获得了不同PMMA浓度下的改性膜.利用FTIR、XPS、SEM及接触角测量仪等方法表征了iPP膜的组成、结构以及亲水性等性能.结果表明:PMMA的添加提高了膜的亲水性、水通量;当PMMA的添加量为10%(质量分数)时,接触角从125°降到67°,平均孔径从0.17μm增加到0.30μm,水通量为1 256L/(m2·h),相比于纯膜提高了167%.     

磺化聚砜/聚醚砜共混非对称纳滤膜的制备与性能表征

以相转化法制备了磺化聚砜(SPSF)/聚醚砜(PES)共混新型纳滤膜,并研究了磺化聚砜的磺化度以及聚醚砜/磺化聚砜的共混质量比对低分子量PEG的截留率和脱盐率性能的影响.结果表明:在操作压力为0.5MPa,料液温度为25℃下,当PES/磺化度10%SPSF共混比为6∶4时,SPSF/PES共混膜对PEG1000、PEG800和PEG600的截留率分别为99.8%、81.0%和57.8%,对硫酸钠、氯化钠的截留率分别为69.0%和23.5%,SPSF/PES共混膜的纯水通量为90.3L/(m2.h).     

溴化聚苯醚超滤膜的表面亲水改性

先以溴化聚苯醚(BPPO)为基体,利用相转化法制备超滤膜,再用聚乙烯亚胺(PEI)作为改性剂,对BPPO膜进行一步法表面亲水改性.结果表明,PEI的接枝对膜具有较好的交联作用,随着接枝程度的提高,膜的纯水通量从125 L/(m~2·h)下降至90L/(m~2·h),但截留能力随之提高,表现为切割分子量从270 000下降至157 000.同时,随着PEI接枝量的增加,膜表面亲水的氨基含量不断增加,膜的亲水性和抗污能力随之提高.实验表明,改性膜经牛血清蛋白(BSA)溶液污染后,其纯水通量恢复率最高可达89%,相比BPPO基膜提高了约40%.     

纳米纤维素原位植入改性聚醚砜超滤膜的性能研究

采用原位植入法将纳米纤维素(CNW)沉积到聚醚砜(PES)超滤膜的表面,研究凝固浴中不同纳米纤维素的浓度对聚醚砜超滤膜性能的影响,分别用扫描电子显微镜、接触角测定仪等对改性膜性能进行评价。结果表明,CNW能够良好的植入聚醚砜超滤膜表面,改变沉淀浴浓度可以获得不同CNW覆盖率的聚醚砜膜表面,改性膜断面和表面形貌也获得不同程度的改善。改性膜的亲水性随CNW浓度的提高而不断增强,当CNW浓度为0.4%(质量分数)时,此时膜拥有最大的纯水通量333 L/(m~2·h),未改性的纯膜只有192 L/(m~2·h)。膜蛋白抗污染实验中通量恢复率的结果表明,改性膜的抗污染能力明显提高。本研究为利用先进纳米材料制备高性能纳米复合膜提供了新的思路和方法。     

PSf/PPESK共混超滤膜制备及性能研究

将聚砜(PSf)和聚醚砜酮(PPESK)按比例共混,采用L-S相转化法制备超滤膜,考察共混比、固含量、添加剂等对膜水通量和截留率的影响.实验结果表明:当聚合物的固含量为12%,PSf/PPESK共混比为7/3,NMP作溶剂,PEG4000作添加剂,凝胶浴温度50℃,挥发时间为10 s时,所制得的PSf/PPESK共混膜性能较好,其水通量为1 930 L/(m2.h),对牛血清蛋白的截留率为58.2%.     

氟化聚醚砜疏水膜的制备及其膜蒸馏应用

以全氟辛基乙基甲基丙烯酸酯(FMA-C_8)为接枝单体,采用溶液均相共辐照方式(~(60)Co γ射线)对聚醚砜(PES)材料进行疏水改性,制备得到氟化的PES(PES-g-PFMA-C_8),进而将其喷涂在自制多孔PES膜表面制备得到疏水化的PES膜.借助红外光谱、光电子能谱、接触角仪等对PES-g-PFMA-C_8及其改性膜进行表征,探究喷涂疏水改性对PES膜性能的影响.结果表明,疏水改性PES膜(H-PES)的疏水性较PES膜显著提高,接触角由73.1°增大到109.3°,液体进入压力由295 kPa提高到410 kPa, 70℃下对质量分数3.5%NaCl盐溶液进行真空膜蒸馏时,80 h长时间运行过程中通量保持在50kg/(m~2·h)左右,脱盐率高达99.98%;且该膜应用于海水淡化反渗透浓水处理过程中,产水水质稳定,能将海水淡化的总体水回收率由45%提高到83.7%,在膜蒸馏脱盐方面具有较好的应用潜力.     

陶瓷膜法处理退浆废水工艺研究及工业化装置运行评价

针对以聚甲基丙烯酸甲酯为主要成分的退浆废水,采用孔径为50nm的陶瓷膜过滤,实现废水的资源化利用.采用两级串联先循环后浓缩的操作方式.循环过滤时,拟稳态通量为423L/(m2·h)和453L/(m2·h).循环结束后进行浓缩,浓缩倍数达到22倍时通量为66L/(m2·h)和54L/(m2·h);膜对COD的截留率为87.5%,产水浊度低于1NTU,废水中的氢氧化钠等小分子物质均透过膜层进入渗透液;膜污染是以聚甲基丙烯酸酯在膜表面形成滤饼为主;碱洗及酸洗膜通量恢复至新膜的95%以上.陶瓷膜出水回用于生产过程;工业化陶瓷膜运行稳定,经济效益显著.     

海藻酸钙水凝胶过滤膜的制备及其对硫酸钙的截留

以尿素为致孔剂制备了海藻酸钙(CA)水凝胶过滤膜,测试了其通量、截留率和力学性能;通过扫描电子显微镜(SEM)观测其过滤硫酸钙前后的表面形貌。结果表明,增加尿素含量,均导致膜应力和应变的下降;而膜的纯水通量则迅速增大,尿素含量为3.0%(质量分数)时达到28.7 L/(m2·h),为最大;0.2 MPa下,过滤1.7 g/L硫酸钙时对Ca2+和SO2-4的截留率分别为83%和92%,稳定通量达到21.7 L/(m2·h)。     

聚氯乙烯接枝烯丙基聚乙二醇的制备及成膜性能

以氯化亚铜(CuCl)/2,2'-联吡啶(BPy)为催化配位体系,N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)作为溶剂,通过原子转移自由基聚合(ATRP)法在聚氯乙烯(PVC)分子链上接枝烯丙基聚乙二醇(APEG)。X射线光电子能谱(XPS)、红外光谱(FT-IR)和核磁共振(1H-NMR)表明:APEG单体成功地接枝到了PVC链上;改性材料经相分离法制备过滤膜,膜的孔径分布范围为0.117μm~0.247μm,接触角在300 s内由81°下降至64.4°;0.05 MPa跨膜压差下,初始纯水通量为1677 L/(m2·h);牛血清蛋白(BSA)液过滤试验共循环3次,0.05 MPa跨膜压差下,首次循环初始通量为737 L/(m2·h),经3次循环后BSA通量稳定在101 L/(m2·h),显示出较好的抗污染性能。     

改性聚偏氟乙烯超滤膜的制备与性能的研究

以接枝马来酸酐的改性聚偏氟乙烯(PVDF-g-MAH)为膜材料,采用浸没沉淀相转化方法制备超滤膜.在绘制PVDF-g-MAH-溶剂-水体系的三元相图基础上,研究并讨论铸膜液中溶剂体系、聚合物浓度以及添加剂浓度配比对膜性能和结构的影响,比较了接枝前后超滤膜的亲水性和抗污染性.研究结果表明:在聚合物-溶剂二元体系发生相分离过程中,4种溶剂体系所需非溶剂(水)的量的顺序为:DMAC>NMP>DMF>DMSO;以DMAC溶剂制备的铸膜液,制得的膜表面相对致密,纯水通量小,截留率高;随着聚合物浓度的提高,膜的通量下降,截留率提高;同时SEM照片也显示了随聚合物浓度的增加,超滤膜表层趋于致密,支撑层指状孔孔径缩小,孔数增多;超滤试验结果表明,在截留率相同的前提下,用PVDF制备的超滤膜纯水通量为104.6 L/(m2·h),而PVDF-g-MAH制得的超滤膜纯水通量为230L/(m2·h),同时对比了连续超滤BSA溶液12 h后的膜通量衰减状况,两种膜的通量的衰减率分别为36%和15.4%,表明以改性材料制备的超滤膜的亲水性和抗污染性能均得到提高.