高通量ZSM-5填充硅橡胶复合膜渗透汽化性能研究

以硅铝比为360的ZSM-5型沸石对聚二甲基硅氧烷(PDMS)进行填充,以聚偏氟乙烯(PVSF)为支撑层,制备了ZSM-5填充PDMS/PVDF复合膜,用于渗透汽化乙醇/水混合物的分离.研究了沸石填充量、操作温度、进料液浓度对乙醇/水的渗透汽化分离性能的影响,发现该复合膜较文献报道中的沸石填充膜,其渗透通量有了明显的提高,在50℃沸石填充量为40%时,对乙醇的分离因子为11.7,其渗透通量达到749.8 g/(m2·h).随着操作温度的升高或料液中乙醇浓度升高,渗透通量增大,分离因子下降.     

硅橡胶膜用于乙酸/水渗透汽化分离的研究

以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为活性层制备了PDMS均质膜和分别以聚四氟乙烯(PTFE)、聚丙烯(PP)微滤膜为支撑层的PDMS/PTFE膜、PDMS/PP膜。通过扫描电镜(SEM)、视频接触角仪、热重分析(TGA)及溶胀测试等手段研究了膜的物化性能。通过渗透汽化实验考察了膜对乙酸/水体系的分离性能。结果表明,料液中乙酸质量分数提高,渗透通量和分离因子均随之提高;操作温度提高,渗透通量增加而分离因子减小;进料流速在14～38L/h范围变化,对分离因子影响较大,对渗透通量影响较小;支撑层对膜的分离性能有重要影响:30℃下,对于进料流速26L/h的10%(质量分数)乙酸水溶液,PDMS均质膜、PDMS/PTFE膜和PDMS/PP膜的分离因子、通量分别为2.51、2.74、2.15和35.29、42.09、40.84g/(m2·h)。以上结论,对于选择合适的渗透汽化膜支撑层材料和操作条件具有一定的指导意义。     

PDMS/改性ZSM-5复合膜的制备及其性能研究

采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)为改性剂,对ZSM-5型沸石粒子进行了改性,以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为膜材料,制备了改性沸石填充的PDMS渗透汽化杂化膜。以10%的乙醇/水体系为实验对象,研究了该杂化膜对乙醇的分离性能。结果表明,填充改性沸石粒子能显著提高PDMS膜的分离性能。当料液温度为40℃时,分离因子和渗透通量分别达到14.1和348.7 g/(m2·h)。     

离子液体复合膜用于渗透汽化分离乙醇水溶液

将离子液体[bmim]PF6引入制膜过程,制备了PDMS膜以及离子液体支撑液膜和PDMS-IL共混膜.用所制的膜进行渗透汽化实验分离乙醇水溶液,研究料液温度、浓度和真空度等对膜渗透通量和分离因子的影响,并比较了3种膜的分离效果.实验结果表明,在分离乙醇水溶液时,PDMS-IL共混膜的综合分离效果优于普通的PDMS膜,而离子液体支撑液膜分离性能不理想.此外膜渗透通量都随料液温度、浓度的增大而增大,随透过侧压力的增大而减小;分离因子随料液温度、浓度和透过侧压力的增大而减小.     

PDMS中空纤维复合膜渗透汽化分离丙酮-水溶液

采用干湿相转化法纺制了聚砜(PSF)中空纤维超滤底膜,并采用溶液浸渍法制备PDMS/PSF中空纤维复合膜.研究了PDMS膜的溶胀性能和PDMS/PSF膜渗透汽化性能,考察了PDMS/PSF膜的稳定性以及料液温度、料液丙酮浓度和渗透物侧压力等因素对膜渗透汽化性能的影响.结果表明,PDMS膜对丙酮有很强的吸附能力而对水的吸附能力则相对较弱,渗透液中丙酮浓度大于膜溶胀液中丙酮浓度,远远大于浸泡液中丙酮浓度,连续操作72 h膜的渗透汽化性能保持稳定,渗透通量随料液温度以及料液浓度的升高而增加,分离系数随料液浓度的增加而降低,基本不受温度的影响.当丙酮质量分数5%、料液温度为60℃时,渗透通量为632 g/(m2.h),分离系数为35.8,丙酮和水的表观活化能分别为45.7和49 kJ/mol.     

ZIF-8填充聚硅氧烷膜的制备及渗透汽化分离水中正丁醇

两步法制备ZIF-8填充聚二甲基硅氧烷(PDMS)渗透汽化膜PDMS/ZIF-8,用以分离水中正丁醇,并对该膜的化学结构、形貌及热稳定性进行了表征.结果表明:该膜对正丁醇有很高的选择渗透性,随着ZIF-8添加量的增加,分离因子先增大后减小,而总通量单调下降.当ZIF-8添加质量分数为2%时(PDMS/ZIF-8-2膜),分离因子达到最高.另一方面,随着操作温度的上升,PDMS/ZIF-8-2膜的通量和分离因子都增大.在60℃,料液质量分数为0.96%时,PDMS/ZIF-8-2膜的分离因子及通量最高可达49.24和8.43kg·μm/(m2·h).     

PDMS-b-PPO非对称渗透汽化膜对乙醇/水的分离性能

以聚二甲基硅氧烷聚苯醚(PDMS-PPO)嵌段共聚物为膜材料,正丁醇为添加剂,氯仿为溶剂,采用凝胶溶胶法制备非对称渗透汽化膜,利用扫描电镜和能谱仪对膜进行形貌表征及元素分析.研究了铸膜液浓度、膜后侧压力、进料液流速对乙醇/水混合物渗透汽化分离性能的影响.结果表明,随着铸膜液中嵌段共聚物质量分数的增大,非对称膜的分离因子和渗透通量呈先上升后下降的趋势;随着膜后侧压力的增加,分离因子呈上升趋势,而渗透通量下降较快;随着料液流速的提高,分离因子先上升后下降,而渗透通量呈减小的趋势.以嵌段共聚物质量分数为11%制备的非对称膜,在进料液乙醇含量(质量分数)5%、温度60℃、膜后侧压力10kPa、料液流速0.267L/min时,膜的渗透通量为850.7g/(m2.h),分离因子为8.78.实验表明,PDMS-b-PPO非对称膜对乙醇具有优先选择性,并有较高的渗透通量.     

聚二甲基硅氧烷膜分离甲醇/碳酸二甲酯混合物的渗透汽化研究

制备了一系列聚二甲基硅氧烷(PDMS)均质膜,用于渗透汽化法分离甲醇/碳酸二甲酯混合物,此系列PDMS均质膜优先脱除碳酸二甲酯.考查了PDMS均质膜在甲醇和碳酸二甲酯液体中的溶胀性能,并研究了PDMS预聚体的黏度、交联剂浓度、操作温度及料液浓度对渗透汽化分离性能的影响.结果表明,对于不同黏度的PDMS预聚体均表现出随交联剂浓度增加分离因子先增加后减小,而渗透通量则逐渐减小;随操作温度增加分离因子减小而渗透通量增大;随料液中碳酸二甲酯浓度增加分离因子先增加后减小,而渗透通量则逐渐增大.对于碳酸二甲酯浓度为30%的甲醇/碳酸二甲酯混合物,40℃时渗透侧碳酸二甲酯浓度为59.7%,分离因子为3.46,渗透通量为1.41 kg/(m2·h).     

聚二甲基硅氧烷膜蒸汽渗透分离低浓度乙醇/水溶液的研究

对聚二甲基硅氧烷(PDMS)膜蒸汽渗透分离低浓度乙醇/水溶液的性能进行了研究,考察了料液浓度、膜器温度、循环气体流量、真空度等因素对PDMS膜蒸汽渗透性能的影响.结果表明,渗透通量和渗透侧乙醇浓度随着料液中乙醇浓度的增大而增大,但分离因子有所降低;随着膜器温度的升高,渗透通量增加,渗透侧乙醇浓度下降,影响显著;随着循环气体流量的增大,渗透通量和渗透侧乙醇浓度均有较大幅度的提升,有利于蒸汽渗透过程的进行;随着真空度的增大,渗透通量上升,渗透侧乙醇浓度下降.     

SiO_2/PDMS复合膜的制备及其渗透汽化性能研究

以PVDF为支撑层,制备了疏水性二氧化硅(SiO2)填充聚二甲基硅氧烷(SiO2/PDMS)复合膜,通过扫描电镜、接触角测试和热失重分析对复合膜微观形貌、表面疏水性和热性能进行了表征。研究发现,SiO2的加入,可以有效提高PDMS膜的表面疏水性和热稳定性。疏水性SiO2与PDMS基体结合紧密,当SiO2填充低于3%(wt,质量分数,下同)时,纳米粒子在PDMS基体中分散均匀,未发现明显团聚。将复合膜用于渗透汽化乙醇/水体系的分离,发现SiO2的加入,在填充量为1.5%时,SiO2/PDMS复合膜综合分离性能优于纯PDMS膜,尤其是操作温度升高时,与纯PDMS膜相比,复合膜分离因子下降幅度较小,而渗透通量增加较快,表现出较好的综合分离性能。     

高分子添加剂PVPK30对酚酞基聚芳醚砜超滤膜成膜性能的影响

采用凝胶相转化法,以新型耐高温工程塑料——含酚酞侧基的聚芳醚砜(PES-C)为膜材料,N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)为溶剂,通过改变铸膜液中添加剂聚乙烯吡咯烷酮(PVPK30)的含量,在平板刮膜机上制备了一系列超滤膜。考察了添加剂PVPK30含量对铸膜液黏度、凝胶速度、膜性能和结构的影响,对PES-C/DMAC铸膜液体系中添加剂PVPK30的作用规律进行了研究。     

聚酰胺复合膜的改性及其选择渗透性

非对称性的反渗透(RO)聚酰胺(PA)复合膜可以通过溶剂处理方法改性成为渗透汽化(PV)分离有机物水溶液的均相膜．实验选用了PA良溶剂(甲酸、乙酸、磷酸、盐酸、苯酚)作为PA膜的改性剂．溶剂改性条件(改性剂类型、浓度和处理时问)对改性膜的吸着性有明显影响．用质量分数8％的乙酸处理1h的PA膜，较之未改性膜，优先吸水性增强，对水的溶胀率SW增大，对异丙醇的溶胀率SIPA减小．乙酸处理的PA膜的SW与SIPA差值在所有溶剂处理的膜中最大，相应地PV分离IPA水溶液时，膜的分离因子和渗透通量也最大，处理过程溶剂分子与PA高分子链的接触和PA膜中微囊内高分子链段向外运行，是PA膜结构改变的主要因素．溶剂处理改变了膜的结构的机理能很好地解释非对称性RO膜的改性．     

PVC as a sensor membrane material: influence of solvent casting variables

Unplasticized polyvinyl chloride (PVC) has proved an especially difficult membrane material to form reproducibly. In its fabrication for sensor use, variable temperature solvent casting has been assessed and related to function as external membranes of a classical dual membrane amperometric oxidase electrode. The thermal history of the casting solution was shown to have an effect on both thickness and the permeability. With increasing temperature of the cast solution (4–37°C) membrane thicknesses increased (5–30 m). Amperometric responses to catechol and hydrogen peroxide decreased with increasing casting solution temperature whereas responses to ascorbate remained unchanged. These properties are tentatively attributed to the formation of discrete layers through differential changes in the rate of solvent evaporation. Scanning electron microscopy revealed distinct microstructure zones supporting this proposition and attesting to the need to factor in environmental temperature during casting. ©1999 Kluwer Academic Publishers     

乙醚对酚酞基聚芳醚砜超滤膜性能和结构的影响

以新型耐高温工程塑料——含酚酞侧基的聚芳醚砜(PES-C)为膜材料,N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,加入一种易挥发添加剂:乙醚.通过改变铸膜液中添加剂乙醚的含量,采用相转化法在平板刮膜机上制备了一系列超滤膜,考察了添加剂乙醚含量对铸膜液黏度、凝胶速度、膜性能和结构的影响,研究了PES-C/DMAc体系中添加剂乙醚作用的规律.结果发现,乙醚的加入,会使溶剂对聚合物溶解能力降低.乙醚含量的增加,使铸膜液黏度增加,凝胶速度下降,水通量降低,截留率上升.所制备的超滤膜的结构为指状孔结构,但是随着乙醚用量的增加,皮层增厚,过渡层中指状孔减少.     

聚砜/聚丙烯酰胺合金膜及其在有机溶剂回收中的应用

以聚砜为基础材料 ,对其进行合金化改性 ,使膜的耐溶剂性能得以显著提高 .探讨了改性前后铸膜液组成和成膜条件等因素对所成膜物化性能的影响 ,从而使膜的性能得以优化 .在得到较好耐溶剂性能膜材料的基础上 ,仿照工业流程进行了润滑油脱蜡溶剂回收实验室小试实验 ,探讨了实际操作中 ,膜本身性能和操作条件对该膜在溶剂回收中应用效果的影响     

CA/CTA共混不对称纳滤膜制备过程中的影响因素探讨

用相转化法制备ＣＡ／ＣＴＡ不对称纳滤膜．二醋酸纤维素（ＣＡ）和三醋酸纤维素（ＣＴＡ）的相对比例,混合溶剂以及其中高挥发性组分的比例,添加剂在铸膜液中的含量,铸膜液浓度以及制膜条件（蒸发时间,凝胶浴组成和温度,热处理时间）对所制膜的性能都有很大的影响．这些因素主要是通过改变皮层中高聚物聚集体孔和网络孔的大小和数目来影响所制膜的性能．高聚物聚集体孔的大小和数目对所制膜的通量和截留率起主要作用．     

聚酰亚胺膜溶剂体系的筛选及其作用

采用一种新型的可溶性聚酰亚胺ODPA-BAPP为膜材料,分别用溶度参数法和黏度法对溶剂进行了筛选,然后选定N-甲基吡咯烷酮(NMP)作为溶剂,分别采用挥发性强的四氢呋喃、丙酮、乙醚作为第二溶剂(共溶剂),讨论了它们对成膜过程中的凝胶速率及形成的膜表面形貌的影响.实验结果表明:(1)NMP对ODPA-BAPP的溶解性最好;(2)第二溶剂的挥发性能越好,浇铸膜时的凝胶速率就越慢,就越利于形成表面致密结构的膜.     

Nanopatterns of ABA triblock copolymer thin films formed on water surface

Nanopatterns of hydrophobic triblock copolymer SEBS thin films formed on a water surface by using drop spreading casting and dilute solution casting methods have been studied. It is found that the surface morphologies of thin films, as well as the spreading behavior of polymer solutions on water, depend strongly on the selectivity of the solvent and the functional group which interacts with the water subphase. The resulting nanopatterns were examined in terms of the relative interaction parameter (Δχ) and the copolymer volume fraction (?) in the solution, based on the physics of solvent annealing and evaporation.     

壳聚糖超滤膜的研究

以壳聚糖为原料，2％乙酸为溶剂，选择适当的膜液组成和制备条件，可以制得截留分子量为67000的超滤膜．该膜对0．1％牛血清蛋白的截留率可达90％以上．研究了铸膜液组成和若干因素对膜性能的影响．     

均质纤维素膜的制备及其正渗透性能研究

以纤维素(cellulose)为膜材料,离子液体1-乙基-3甲基咪唑醋酸盐(EMIMAc)为溶剂,水为非溶剂,无纺布作为支撑层,通过相转化法制备了纤维素均质膜。采用红外、X-射线衍射和扫描电子显微镜表征了膜的结构及形貌,考察了该膜的正渗透性能。结果表明:纤维素溶解再生过程中没有发生化学变化,但晶型发生了转变;当原料液为0.6 mol/L的氯化钠水溶液,汲取液为特制的营养液时,所制备的正渗透膜的水通量为3.534 L/(m2·h),截盐率达到99%以上。