阳离子聚丙烯酰胺改性聚乙烯醇纳滤膜的研究

采用阳离子聚丙烯酰胺与不同型号聚乙烯醇共混,采用溶液涂覆法在聚砜超滤膜上制备了共混改性聚乙烯醇纳滤膜,通过测试纯水通量、无机盐和小分子有机物的脱除率研究了膜片的分离性能,通过接触角实验表征了膜的表面亲水性,通过扫描电镜观察膜的结构。实验结果表明,共混改性聚乙烯醇纳滤膜片相比未改性聚乙烯醇纳滤膜,在膜性能上有显著提高,具有适中纯水水通量,测试为130 L/(m2·h),有较好的选择性分离能力,对Na2SO4的截留率为71%,对NaCl的截留率为23%,对PEG600的截留率为75%;通过加入阳离子聚丙烯酰胺,在纳滤膜表面引入季铵盐阳离子基团,增加了膜片的亲水性和选择性。     

纳米TiO_2改性PVDF超滤膜的制备

采用溶液刮膜法制备了聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜,利用TiO_2溶胶对PVDF超滤膜进行了改性。通过扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、接触角测量仪、拉力测定仪等对改性前后PVDF超滤膜进行了形貌、结构、亲水性能以及力学性能测试。结果表明,PVDF超滤膜的最佳配方:w(PVDF)为16%,聚乙烯吡咯烷酮与N,N-二甲基乙酰胺质量分数分别为2%,82%。纳米TiO_2能均匀分散在PVDF超滤膜中,显著提升了超滤膜的各项性能,改性PVDF超滤膜中,w(TiO_2)最佳为2%,膜的纯水通量达226.5 L/(m~2·h),牛血清蛋白截留率保持在89.3%,膜的牛血清蛋白污染率由38.5%降至6.7%,膜与水接触角由69.4°降至45.2°。     

聚醚砜／壳聚糖共混耐污染超滤膜的研制

采用相转化法,以聚醚砜（PES）、壳聚糖、聚乙二醇400（PEG400）、吐温80和LiCl／N,N-二甲基乙酰胺（DMAo）混合溶剂为原料制备聚醚砜／壳聚糖共混耐污染超滤膜。并对影响超滤膜结构和性能的各个因素进行了研究。结果表明．在壳聚糖质量分数为0．3％、反应温度为80℃条件下制备的聚醚砜／壳聚糖共混耐污染超滤膜性能最优。在25℃、0．1MPa操作条件下,膜的纯水通量为745．22（L／m2·h）,牛血清白蛋白截留率为91．79％。改性后的超滤膜表面接触角为74．6°,阻力增大系数为0．54,通量衰减速度小于未改性超滤膜,亲水性能和耐污染性能得到很大提高。     

高通量聚砜/磺化聚砜超滤膜制备研究

通过改变添加剂的浓度、水温、浸泡时间和操作压力来处理磺化聚砜超滤膜,利用测试纯水通量,牛血清白蛋白的截留率表征超滤膜的性能,通过扫描电镜观察膜的结构,XPS表面分析结果观察硫元素含量。结果表明,处理后的聚砜超滤膜比未处理的聚砜膜,在性能上有明显的提高,纯水通量测试结果可达855 L/(m2·h),对牛血清蛋白的截留率为98.13%。膜片处理后,确定了水温为60℃,浸泡时间为8 h的膜片亲水性能明显增加。     

抑菌性聚醚砜/辣素共混超滤膜的制备及表征

采用相转化法,以聚醚砜(PES)、合成辣素、聚乙二醇400(PEG400)、吐温80和N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为原料制备聚醚砜/羧甲基壳聚糖共混超滤膜,并对影响超滤膜结构和性能的各个因素进行了研究。结果表明,在辣素含量为0.5%、反应温度为70℃条件下制备的PES/辣素共混超滤膜性能最优,其纯水通量为87.35 L/m2·h,对牛血清白蛋白截留率为90.71%。改性超滤膜的表面接触角下降为90.7°,阻力增大系数减小为1.09,亲水性能和耐污染性能提高不大,但对大肠杆菌有显著的抑菌作用。     

共混比及聚合物浓度对PVC/PVB相容性及超滤膜性能结构的影响

通过混合焓的计算,对不同共混比和聚合物浓度的聚氯乙烯(PVC)/聚乙烯醇缩丁醛(PVB)共混比体系的相容性进行预测,并通过稀溶液黏度(DSV)法、运动黏度法和目视法进行相应验证;以N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,通过湿相转换法(NIPS)制备PVC/PVB共混平板超滤膜,并对超滤膜的性能和结构进行测试,系统地研究了PVC/PVB共混铸膜液的组成对平板超滤膜的结构及其分离性能的影响,为通过PVB共混改性PVC膜材料制备超滤膜提供了理论依据。     

聚乙烯吡咯烷酮对聚醚砜膜结构和性能的影响

以聚醚砜为膜材料,聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为添加剂,N,N-二甲基乙酰胺为溶剂,采用相转化法制备了聚醚砜超滤膜。通过制膜液粘度、膜的孔隙率、表面接触角、机械性能以及对牛血清蛋白分离性能的测试和扫描电镜（SEM）对膜孔结构的观察,研究了PVP的添加量对聚醚砜制膜液粘度及其膜结构和性能的影响。结果表明,PVP的添加提高了膜的亲水性和制膜液的粘度,但膜的抗拉强度有所降低;膜的水通量随着PVP含量的增加先升高后降低,在5%时最大水通量是508.33L/（m^2·h）,而此时牛蛋白截留率最小为66.27%;SEM观察的结果是膜的断面上部形成指状孔结构,下部形成海绵状孔结构,当PVP含量为5%时膜有斜指状孔结构,且指状孔也逐渐延伸到膜的底部,其壁为稀疏的海绵状孔结构。     

全氟磺酸浓度对聚氯乙烯-全氟磺酸中空纤维共混超滤膜性能的影响

以聚氯乙烯(PVC)为膜材料,N,N-二甲基乙酰胺(DMA)为溶剂,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)及全氟磺酸(PFSA)为共混改性材料,采用湿法纺丝制备了不同荷电密度的PVC-PFSA中空纤维共混超滤膜。PFSA在制备的共混膜中能够以较稳定的形式存在,膜水通量可达153 L/(m~2·h·bar)。磺酸基团的引入,使PVC-PFSA中空纤维共混超滤膜对无机盐产生一定程度的截留,对2 mmol/L的MgSO_4和NaCl溶液的截留率分别达15.8%和7.79%。     

聚砜中空纤维膜的亲水改性研究

将吐温80或磺化聚砜(SPSF)加入聚砜-聚乙二醇400-二甲基乙酰胺(PSF–PEG400–DMAc)体系,共混制成均一铸膜液,采用浸入沉淀相转化法制备聚砜中空纤维超滤膜,考察吐温80或SPSF对聚砜中空纤维膜的亲水改性效果。对膜结构、铸膜液黏度、纯水通量、截留率、拉伸强度等进行了表征。研究结果表明,SPSF相比吐温80对膜的亲水性改善更明显。当SPSF质量分数为1.5%时,就可将PSF中空纤维膜的纯水通量提高一倍以上,膜纯水通量达到302 L/(m~2·h),对牛血清白蛋白(BSA)的截留率达到93%。     

亲水性PEO/PSF复合膜的制备与性能研究

以聚砜(PSF)作为膜材料,再以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为致孔剂,聚氧化乙烯(PEO)为添加剂,N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,通过浸没沉淀相转化法制备了一系列的PEO共混改性的PSF复合超滤膜。通过杯式超滤器,接触角测量仪,扫描电镜(SEM),红外光谱仪(FTIR)等表征手段探究了PEO的加入对复合膜性能的影响。结果表明,PEO的加入显著改善了膜的亲水性能和超滤性能。在PEO质量分数为0.8%时,改性的PEO/PSF复合膜性能最佳,纯水通量达到161.12 L/(m^2·h),对BSA溶液的截留率为99.05%。     

表面紫外接枝辣素衍生物制备抗菌性聚砜超滤膜

以二苯甲酮(BP)为紫外接枝引发剂,将辣素衍生物N-(2,3,4-三甲氧基苯甲基)丙烯酰胺(TMBA)和丙烯酸(AA)接枝在聚砜基膜表面上以提高膜的抗菌性和耐污染性。在先前研究的基础上,试验固定接枝时间为15 min,TMBA和AA的质量分数分别为1%和2%,溶剂为乙醇,通过表面接触角测定仪、全反射红外光谱、扫描电镜、水通量和截留率、耐污染性、抗菌性测试等方法来表征膜改性前后的结构和性能变化,研究引发剂BP含量对膜表面结构性能的影响。结果表明,改性后聚砜超滤膜的截留率、耐污染性等都得到很好的改善,尤其是改性膜的抗菌性得到了明显提高;当BP的质量分数为0.2%时,抑菌率达到95%左右,通量恢复率由基膜的25%提高到80%,可以证明改性后的聚砜膜具有了良好的抗菌性和耐污染性。     

磺化聚三氟苯乙烯对不同溶剂体系制备聚砜超滤膜结构及性能影响研究

本文以聚砜(PSF)为膜材料，磺化聚三氟苯乙烯(SPTFS)为改性剂，采用不同溶剂N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)制备了改性聚砜膜。采用扫描电镜、接触角测量仪、孔径分析仪和死端过滤系统研究SPTFS和溶剂对膜结构和性能的影响。研究表明，SPTFS的引入能够改变膜结构，SPTFS改性膜由纯聚砜膜的指状孔结构转变为胞腔状孔或海绵状孔结构。同时，SPTFS能够改善聚砜膜的渗透性能，以DMAc、DMF、NMP为溶剂改性的聚砜膜水通量分别提升了618.7、127.5、194.0 L/(m²·h),同时蛋白质截留率均高于97%,显示出优异的分离性能。     

共混制备抗菌聚醚砜中空纤维超滤膜及其表征

辣素衍生物N-(4-羟基-3-甲氧基-苄基)丙烯酰胺HMBA和乙烯基单体(丙烯酸乙酯和丙烯酰胺)通过溶液聚合方法合成的共聚物HAE,将这种共聚物做为抗菌材料与聚醚砜共混均匀形成铸膜液,通过干-湿相转化法制备改性中空纤维超滤膜。铸膜液中共聚物的质量分数为0~3%,通过傅里叶红外全反射FTIR-AIR、水静态接触角(CA)、扫描电子显微镜(SEM)、错流过滤评价仪、抗菌实验、长期抗耐污染性实验对纤维膜进行表征及分析。结果表明,共混改性之后中空纤维超滤膜表面含有亲水基团,膜表面的接触角显著降低;当HAE在铸膜液中的质量分数为1%时,膜的纯水通量能达到193.7 L/(m2·h),膜对牛血清蛋白的截留率为95%,相对基膜分别提高90.5%和5.5%,通过去离子水清洗之后膜的通量恢复率能达到90.82%;抗菌性随着共聚物含量的增加而增强,当HAE的质量分数为3%时,超滤膜的抗菌率达到90%。由长期的耐污染测试发现改性膜对微生物具有很好的抵抗能力。     

壳聚糖交联苯乙烯马来酸酐/聚醚砜纳滤膜的制备及性能研究

采用相转化法、共混法和交联法,以聚醚砜(PES)、磺化聚砜(SPSF)、聚乙二醇400(PEG400)、苯乙烯马来酸酐(SMA)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、壳聚糖(CTS)为原料制备了壳聚糖(CTS)交联苯乙烯马来酸酐(SMA)/聚醚砜纳滤膜。结果表明,交联CTS后,膜表面更加致密,断面结构中微孔增多,指状孔长度延长。当CTS质量分数为25%时,复合膜的综合性能最佳。此时,和SMA/PES基膜相比,CTS/SMA/PES复合纳滤膜的水接触角由94.6°降至69°,纯水通量为10.06 L/(m~2·h),对2 g/L Na_2SO_4溶液的截留率由22.43%提高至98.87%,膜的亲水性和脱盐率等性能得到很大提高。     

共混β-环糊精改性PVDF膜的制备及性能

以N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂、聚乙二醇20000 (PEG 20000)和聚乙烯吡咯烷酮K30 (PVP K30)为致孔剂,以β-环糊精(β-CD)为添加剂进行共混改性,采用非溶剂致相分离法(NIPS)制备了β-CD共混改性聚偏氟乙烯(PVDF)膜。考察了β-CD添加量对改性膜微观形貌、渗透性能和截留性能、亲水性和抗污染性能的影响。结果表明,添加β-CD后改性膜表面开孔数量及孔径增加,膜截面皮层变薄,亚层发展出小指状孔,贯通的大指状孔数量降低,指状孔壁上出现更为疏松的大孔结构。添加β-CD后改性PVDF膜的纯水通量和牛血清蛋白(BSA)截留率均大幅提高,其中β-CD添加量为4%时改性膜的综合性能最佳,其纯水通量为1 848 L/(m²·h·bar),BSA截留率为90.43%。添加β-CD后改性膜动态水接触角下降为0°的时间减少,说明其内在湿润性增强。改性膜在渗透性能和分离性能提高的同时保持了较好的抗污染性能,所有膜的通量恢复率均达到98%以上。     

低温氨等离子体改性聚醚砜超滤膜气相接枝丙烯酸

采用低温氨等离子体处理和气相接枝丙烯酸对聚醚砜(PES)膜进行表面改性,以提高超滤膜亲水性和抗污染能力。考察了改性膜物理及化学特性变化,并研究了改性膜的通量及截留率特性。结果表明,改性膜表面接枝有亲水基团,水接触角由原始的67°降低至9°,亲水性能明显提高;纯水通量、牛血清蛋白通量和截留率均大于原始膜。     

2,2'-氧代双乙胺改性复合纳滤膜的亲水性研究

使用聚砜超滤膜为基膜,以亲水二胺单体(2,2'-氧代双乙胺)为添加剂,与哌嗪以不同比例混合作为水相溶液,通过界面聚合反应制备出高亲水性的聚酰胺/聚砜纳滤复合膜。通过红外表征膜的表面化学结构;静态水接触角测试表征膜的表面亲水性能;渗透性能测试表征了原膜及改性膜的水通量和盐截留性能。结果显示,随着2,2'-氧代双乙胺单体含量增加,膜的亲水性能越好,改性膜的水接触角最低可达到32°;在氧代双乙胺质量分数0.67%,测试压力为0.7 MPa,温度为25℃条件下,改性膜对2 g/L的MgSO_4水溶液水通量为35.6 L/(m~2·h),盐截留率达到90%。     

PEO改性PVDF/SMA膜结构和性能

将聚氧化乙烯(PEO)添加到聚偏氟乙烯/苯乙烯马来酸酐树脂(PVDF/SMA)膜体系中,通过非溶剂致相分离法(NIPS)制备了添加不同PEO含量的PVDF/SMA共混膜。其中PEO质量分数为2%的共混超滤膜性能最好,水通量为531.1L/(m²·h),牛血清蛋白(BSA)截留率为65.8%,水接触角为63.6°,膜剥离强度为0.2756kN/m。接着以PVDF/SMA膜为主要研究对象测试了凝固浴温度对共混超滤膜的纯水通量以及BSA截留率的影响,该实验的结果表明凝固浴温度的改变对膜性能没有产生明显的影响。因此,选择在常温凝固浴温度下测试不同凝固浴成分对共混膜性能的影响。探究了膜在凝固浴成分分别为N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)(质量分数为3%、6%、9%)、氯化钠(NaCl)(0.05mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L)和乙醇(质量分数为3%、6%、9%)时的膜性能变化,以及对各个组分得到的膜样本进行扫描电子显微镜(SEM)表征。结果表明,随着DMAc含量增加,膜表面的孔在减少,且膜皮层的厚度增加,使得膜的水通量减少而BSA截留率提高。而随着NaCl浓度...     

PES/fMWNT共混超滤膜的制备及其抗污染研究

采用非溶剂致相分离法(NIPS)制备聚醚砜/羧基化碳纳米管共混膜,以N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)和N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂,聚乙二醇(PEG4000)为致孔剂。研究了碳纳米管添加量和管径对膜结构和膜性能的影响。结果表明,共混膜的拉伸强度、杨氏模量随着碳纳米管含量的增加先增大后减小,但随着碳纳米管的管径增加而减小。当碳纳米管含量为1. 0%,管径为20～30 nm时,聚醚砜/碳纳米管共混膜的接触角从纯聚醚砜膜的78. 16°降到64. 30°,纯水通量达到50. 39 L/(m~2·h),是纯聚醚砜通量的4倍,对牛血清蛋白(BSA)截留率保持在95%以上,通量恢复率从54. 29%增加到84. 59%,抗污染性能较纯聚醚砜膜明显提高。     

壳聚糖及其季铵盐强化超滤去除Cr(Ⅵ)离子的研究

分别以壳聚糖和壳聚糖季铵盐强化超滤去除Cr(Ⅵ),研究了料液p H、操作压力、转载比以及壳聚糖季铵盐接枝率等对截留率和通量的影响。结果表明,料液p H和装载比是影响Cr(Ⅵ)截留率的主要因素。相同的操作条件下,采用壳聚糖季铵盐强化超滤效果更优。超滤膜表面形成的亲水性凝胶层影响其通量和截留性能,由于较好的亲水性,壳聚糖季铵盐强化超滤可获得较高通量。对Cr(Ⅵ)的截留率随季铵基团在壳聚糖上接枝率的增大而升高:当接枝率由109%提高至530%,对Cr(Ⅵ)的截留率由65.2%提高至75.5%。