水处理用聚醚砜膜的亲水改性方法研究进展

聚醚砜（PES）膜是一类综合性能优良的高分子聚合物膜材料,在水处理方面有着广泛的应用。然而由于本身的疏水亲油性,使PES膜在水中容易受到污染,造成膜渗透性能下降、使用寿命缩短。为增强其抗污染性能,可以对其进行亲水改性。本文介绍了3种常见的亲水改性方法,分别为表面涂覆改性法、表面接枝改性法和共混改性法。其中,共混改性法因改性效果显著、简单方便等,在水处理方面的应用最具优势。希望此文为聚醚砜膜的进一步改性研究提供参考。     

两亲性高分子聚合物在膜表面物理改性中的应用

两亲性高分子聚合物由于在化学结构上的独特优势,在水处理膜表面物理改性中可以有效提高膜的通透性和耐污染能力。从膜的表面粗糙度、孔隙率等微观角度对两亲性高分子聚合物在膜表面物理改性方面的研究和应用做了综述。研究表明两亲性高分子聚合物无论是作为表面活性剂、表面涂层还是与原膜材料进行共混,都可以有效提高膜的渗透效率。     

PVDF膜的亲水改性及其抗污染性能的研究新进展

PVDF膜由于其较强的疏水性能,在水处理应用中需要较强的驱动力,使得运行费用增加;同时膜的疏水性也会导致膜污染、膜堵塞,从而造成膜水通量的降低。因此,针对此问题,提出了PVDF膜的改性,通过对PVDF膜进行改性来提高它的亲水性能从而改善膜的性能。介绍了近年来PVDF膜亲水改性的研究新进展,PVDF膜的改性主要有表面改性和共混改性,表面改性主要有表面接枝与表面涂覆,共混改性主要的共混物质有亲水聚合物、无机纳米粒子以及碳基纳米材料等。研究发现,通过改性后的PVDF膜亲水性能、抗污染性能以及膜的机械性能都有所提高。这为解决PVDF膜的污染问题提供了一种实际可行的方法,并通过提高其亲水性而降低了运行成本。     

PVDF膜的亲水改性及其抗污染性能的研究新进展

PVDF膜由于其较强的疏水性能,在水处理应用中需要较强的驱动力,使得运行费用增加;同时膜的疏水性也会导致膜污染、膜堵塞,从而造成膜水通量的降低。因此,针对此问题,提出了PVDF膜的改性,通过对PVDF膜进行改性来提高它的亲水性能从而改善膜的性能。介绍了近年来PVDF膜亲水改性的研究新进展,PVDF膜的改性主要有表面改性和共混改性,表面改性主要有表面接枝与表面涂覆,共混改性主要的共混物质有亲水聚合物、无机纳米粒子以及碳基纳米材料等。研究发现,通过改性后的PVDF膜亲水性能、抗污染性能以及膜的机械性能都有所提高。这为解决PVDF膜的污染问题提供了一种实际可行的方法,并通过提高其亲水性而降低了运行成本。     

含银高分子膜材料的应用及研究进展

随着高分子膜材料在水处理技术、医药、食品、农业和化工领域的广泛应用,利用不同方法改进高分子膜材料的抑菌性能、抗污染性能和水通量等,以延长高分子膜材料的使用寿命,已成为近几年研究的热点。介绍了含银高分子膜材料的主要应用。分别阐述了单质银和银离子对高分子膜材料改性的不同效果。主要讨论了相转化法、共混法、原位合成法、离子交换法和界面聚合法对含银高分子膜材料的改性方法,总结了不同改性方法对高分子膜材料改性后对其抑菌性能、抗污染性能及水通量的优化情况。通过引入银能够提高高分子膜材料的抑菌率,抑菌率最高可达100%。银的加入有效地提高了膜材料的抗污染性能,其对高分子膜材料的水通量也有一定的提高。     

两性离子改性高分子膜研究进展

两性离子因其独特的结构,能在水溶液中吸附水分子形成水合层而有效地抑制蛋白质的吸附,从而在高分子膜材料改性中得到了广泛的应用。将两性离子共混、接枝到膜表面以及化学改性膜材料,均能得到亲水性强,抗污染性和血液相容性好的高分子膜。     

亲水化PVDF膜研究进展

介绍了一系列PVDF膜的亲水改性方法,分析了物理共混改性和膜表面涂覆及修饰改性的特点及效果。     

聚四氟乙烯膜亲水改性及在工业污水处理中的应用进展

聚四氟乙烯(PTFE)膜因化学性能稳定、耐高温、耐酸碱等特点被广泛应用在化工、纺织、环境、食品等领域。然而,由于PTFE材料的强疏水性和极低表面能,使得PTFE膜润湿性差,难以处理水性溶液,限制了其应用。对近年来常用的钠-萘溶液处理、等离子体接枝、多巴胺改性、表面活性剂改性等PTFE膜亲水改性方法进行了综述。相关研究表明,亲水改性后的PTFE膜可以用于污水处理、膜蒸馏、膜生物反应器等领域。最后对PTFE膜亲水改性的发展趋势进行了展望。     

角蛋白膜材料的制备及改性研究进展

角蛋白是一类存在于毛发、指甲、羽毛中的可生物降解的可再生资源。本文介绍了浇铸成膜、热压成膜、静电纺丝3种常见的角蛋白成膜方法,对比分析了各种方法的特点和优势。针对单一角蛋白膜材料性能较差的不足,详细综述了通过增塑改性、化学改性以及与其他天然/合成高分子共混改性等对角蛋白膜材料的改性研究进展,指出角蛋白良好的成膜性和反应活性,使得角蛋白及其改性膜材料具有广阔的应用前景。最后提出今后的研究方向为角蛋白的高效提取、角蛋白成膜机理的研究以及膜材料的高性能化研究。     

聚偏氟乙烯膜的亲水性改性研究进展

疏水性聚合物膜的亲水性改性是当前分离膜研究的热点之一。从膜表面亲水改性和膜材料亲水性改性的角度出发,综述了聚偏氟乙烯(PVDF)分离膜的各种改性方法的特点及改性效果,分析了其亲水改性机理,指出膜材料共混改性是今后发展的主要方向。     

双极膜制备及改性研究进展

双极膜作为一种新型复合离子交换膜,以其独特的优点,为化工、环境科学和能源利用等领域中存在已久的诸多技术难题提供了新的思路和解决办法。目前,国内外关于双极膜的研究主要集中于通过对膜材料和中间层的改性以促进双极膜的水解离,提高双极膜离子交换能力和降低能耗等方面。本文介绍了热压成型法、黏合成型法、流延成型法,含浸法等双极膜制备方法的原理、特点、应用实例和新进展,并对比分析了各种方法的优势和存在的不足。同时,从膜材料改性和中间层改性两个方面对近年来双极膜的改性研究进行了重点讨论。最后指出,国内多数双极膜的制备仍处于实验研究阶段,将接枝、共混、离子辐射等膜材料改性方法应用于双极膜的制备中,同时寻找亲水性好、耐高温性能好的基膜材料将是双极膜制备领域的重要方向。     

Recent progress on low-cost ceramic membrane for water and wastewater treatment

Great progress in the development of low-cost ceramic membranes from alternative materials have been achieved recently towards various application especially water and wastewater treatment. However, their significance has not been fully recognized and understood especially in term of their microstructural analysis such as formation of grain growth and microcracks. This review paper summarizes fabrication method, alternative materials, microstructure, wettability, mechanical properties and application of low-cost ceramic membrane. The fabrication method including slip casting, tape casting, extrusion, pressing method and phase inversion technique are described. Alternative materials used in low-cost ceramic membrane fabrication are discussed and categorized into clays, agricultural waste, industrial waste and animal bone waste. The mechanisms of morphology formation, microstructure and wettability properties are analysed. Modification strategies for the surface of low-cost ceramic membrane are discussed, and classified into modification for separation application, modification for photocatalytic application and modification for membrane distillation and membrane contactor system. Modification improves the membrane structure by changing the pore size, porosity and wettability properties of low-cost ceramic membranes. Mechanical properties of low-cost ceramic membranes are also discussed in detail towards several mechanism, like grain growth phenomenon and formation of microcracks which also considered as membrane defects. Grain growth phenomenon can be divided into normal and abnormal grain growth. Meanwhile, formation of microcracks could be occurred in single-phase polycrystalline ceramics that have anisotropic grains or biphasic polycrystalline grains. The application of low-cost ceramic membrane in seawater desalination, oily wastewater treatment, heavy metal adsorption, textile separation and photocatalytic application are reviewed. Finally, some possible opportunities and challenges for further development of low-cost ceramic membrane are pointed out.     

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。     

改性聚乙烯醇膜的研究进展

聚乙烯醇（PVA）因其良好的化学稳定性、耐酸碱、耐有机溶剂性以及优异的成膜性和生物安全性,成为应用最广泛的亲水性膜材料之一。但亲水性PVA膜力学性能弱和耐水性能差等缺点严重限制其实际应用。近些年,人们通过共混、纳米复合、热处理、化学交联以及协同改性等方法对PVA膜进行了大量的改性研究工作并取得了众多成果。本文总结了不同PVA膜改性方法的特点及存在的问题,重点阐述了性能优异的填料在纳米复合改进PVA膜力学性能上的研究现状,简述了共混、热处理、化学交联对改性PVA膜的作用,强调了协同改性对提高PVA膜综合性能的重要意义,为设计和制备高性能的PVA膜提供一定的参考。指出改性后的PVA膜在水处理和食品包装领域具有良好的应用前景。     

聚偏氟乙烯膜亲水化改性研究进展

为弥补强疏水性聚偏氟乙烯(PVDF)膜在实际应用中的缺陷,从膜本体及膜表面2个角度入手,阐述了国内外对PVDF膜亲水化改性的主要方法。膜本体改性主要是将膜材料与亲水性聚合物或无机纳米材料共混,从而改善PVDF膜的亲水性能;而膜表面改性则主要是通过表面涂覆改性与表面接枝改性来实现。PVDF膜亲水性的增强,能有效改善膜的抗污染能力,从而大大提高膜的过水通量,并延长其使用寿命。     

PCL/PVP共混膜的制备及其性能研究

利用溶液浇铸法制备了聚ε-己内酯(PCL)/聚乙烯吡咯烷酮(PVP)共混膜,分析了PCL/PVP共混膜的结晶性能、相容性、力学性能、亲水性和生物降解性能。结果表明:PVP的加入对PCL的结晶晶型无影响,但产生了稀释作用,两者可以相容且在共混过程中未发生化学反应;一定含量的PVP有助于增强共混膜的力学性能,PVP的质量分数为20%时,PCL/PVP共混膜力学性能最佳;随着PVP含量的增加,共混膜与水的接触角减小,吸水率逐步增大,PCL的亲水性得到改善;PCL/PVP共混膜在磷酸盐缓冲液中的失重率随PVP含量的增加而增大,且共混膜的失重率逐渐由PCL主导过渡到PVP主导,加入脂肪酶可加速PCL/PVP共混膜的降解。     

渗透蒸发膜改性技术的研究进展

物理改性和化学改性作为改变渗透蒸发膜的分离性能 (渗透通量和分离因子 )、抗污染性、物理化学稳定性的有效手段而吸引了大量的研究和开发兴趣。这些改性方法在不少场合下可以联合使用。对常用的改性方法进行了分类介绍 ,简要评述了各种方法的优缺点 ,并列举了一些实例加以具体说明     

膜生物反应器中膜污染控制技术的研究进展

膜污染是膜生物反应器(MBR)运行的必然结果,是MBR大面积推广的严重阻碍,因此研究膜污染控制技术具有重要意义。从膜污染发生前的预防和膜污染发生后的清洗2个方面,论述了常见的各种膜污染控制手段,综述了膜污染控制技术的研究现状与进展。其中膜污染的预防手段主要有膜(膜组件)固有性质的改进、操作条件的优化以及混合液性状的调控3类,而膜污染的清洗手段按是否使用药剂可分为物理清洗和化学清洗2类。综合考察MBR运行中的膜污染状况,采用合理的方法对膜污染进行控制,能够有效延长膜的使用寿命,提高MBR的实用性能。     

相容性对合金分离膜结构和性能的影响

介绍了相容性对合金膜的结构和性能的意义。液相共混高分子合金膜的结构与其共混体系的相容性密切相关 ,影响合金体系相容性的因素包括共混体系的性质、组成、分子结构、分子质量、结晶度、增塑作用、溶剂和操作温度等 ,因此可以通过以上途径来调控合金体系的相容性 ,进而得到理想的膜性能