添加聚合物中间层对NaA分子筛膜的合成与性能的影响

采用浸涂法涂敷晶种,并通过二次生长法在α-Al₂O₂中空纤维外壁制备了NaA分子筛膜,考察了添加聚乙烯吡咯烷酮（PVP）中间层对成膜和膜分离性能的影响.采用扫描电镜（SEM）对膜的表面形貌进行表征,通过75℃渗透汽化分离质量分数为90%的乙醇/水溶液表征膜层的分离性能.研究发现,采用浸涂法涂敷晶种,无PVP中间层制备的膜层对乙醇/水溶液的分离因子仅为3 000左右,而添加了PVP中间层制备的膜层的分离因子可超过10 000.考察了PVP添加量对膜通量的影响.研究发现,添加了PVP中间层制备的膜（其分离因子>10 000）的通量比无PVP中间层的膜（浸涂-滚擦法涂敷晶种,分离因子>10 000）的通量[7.83 kg/（m²·h）]低,且随着制备中间层的PVP溶液浓度的升高,膜的通量相应降低,当PVP质量百分浓度分别为1%,3%和5%时,膜的通量分别为7.35,5.82和5.51 kg/（m²·h）.     

SPEEK/PVP质子交换膜的制备研究

采用氯磺酸(Cl-SO3H)作磺化剂,合成了磺化聚醚醚酮(SPEEK);并通过不同分子量、掺量的聚乙烯吡咯烷酮(PVP),测试了SPEEK膜的基本性能,并进行了SPEEK/PVP共混膜材的制备研究.采用傅立叶红外(FT-IR)、热重(TG)、扫描电镜(SEM)、交流阻抗(EIS)以及干湿称重法、芬顿法等,测试分析了PVP的分子量及掺量对SPEEK膜的热稳定性、形貌结构、尺寸稳定性、抗氧化性,以及质子传导性能的影响.结果表明:SPEEK/PVP(质量比为1∶1)共混膜具有较好的热稳定性,表面光滑,更加致密,溶胀度仅为13.34%,抗氧化稳定性可达2.06%,电导率达0.06S/cm,显著优于SPEEK膜.     

亲水剂对磺化聚醚砜基阳离子交换膜结构与性能的影响

以低磺化度磺化聚醚砜(SPES)为基质材料,与亲水剂聚乙烯吡咯烷酮K60(PVPK60)共混,通过改变SPES与PVP的质量比[m(SPES)/m(PVP)],制备阳离子交换膜(CEM),考察膜结构与性能.研究发现,随m(SPES)/m(PVP)的减小,CEM的力学性能先增加后降低,膜中PVP未发生明显泄露,膜稳定性良好;亲水性逐渐增加;膜表面规整,表面粗糙度先降低后增加;SPES与PVP相容性良好;电渗析脱盐(ED)测试表明m(SPES)/m(PVP)为6/4和5/5阳离子交换膜优于商品对照膜的脱盐效果.因此,m(SPES)/m(PVP)为6/4和5/5时,制备的CEM整体性能较为理想.     

前驱液中添加聚乙烯吡咯烷酮对YBa2Cu3O7-δ膜形貌和性能的影响

用三氟乙酸金属有机物沉积(TFA-MOD)方法在LaAlO3(100)基底上生长YBa2Cu3O7-δ(YBCO)超导薄膜,研究了向前驱液中添加聚乙烯吡咯烷酮(PVP)对YBCO薄膜微结构和超导性能的影响.涂膜在氧气环境中进行200～250℃热解,再经775℃氩气环境下结晶后获得YBCO超导薄膜.在相同热处理条件下,未添加PVP的前驱液制得的YBCO薄膜临界电流密度为4050A/cm2,添加PVP的前驱液制得的YBCO薄膜临界电流密度为5800A/cm2.后者表现出较少的孔洞,较强的c轴取向,较纯的双轴织构和较高的临界电流密度.因此,向前驱液中添加PVP的化学方法可以改进YBCO涂层导体的MOD制备过程.总压,氧分压和热处理温度等工艺条件将进一步优化,以提高临界电流密度.     

聚乙烯吡咯烷酮/聚(乙烯-乙烯醇)共混膜的制备及其油水分离性能

将聚乙烯吡咯烷酮(PVP)与聚(乙烯-乙烯醇)(EVAL)共混,采用浸没沉淀法制备了PVP/EVAL共混膜,并用于油水乳液分离过程。通过全反射红外光谱、扫描电子显微镜、拉伸试验、接触角测试等对膜的组成、结构形态、机械性能、亲水性进行了表征,并研究了PVP添加量对共混膜油水分离性能的影响。结果表明:添加PVP能较显著地改变EVAL膜的结构,且共混膜的机械强度和亲水性得到明显改善,当PVP添加量为10 wt%(PVP在铸膜液中的质量分数)时,其拉伸强度和断裂伸长率分别为纯EVAL膜的1.88倍和1.34倍。当PVP添加量为4 wt%时,油水分离稳定通量为纯EVAL膜的1.81倍,截留率为92.2%,比纯EVAL膜略高。PVP添加量为10 wt%的PVP/EVAL共混膜清洗后通量恢复率由纯EVAL膜的51%增至77.98%。     

残余溶剂DMSO对PAN纤维结构及热性能的影响

在PAN／DMSO湿法纺丝体系中，改变水洗条件，得到含有不同DMSO含量的聚丙烯腈原丝．通过先学显微镜、X射线衍射、DSC和TG等分析测试手段，研究了残余溶剂二甲基亚砜(DMSO)对PAN纤维结构及热性能的影响。在纤维低温热处理过程中，原丝中痕量DMSO的存在，可以改变纤维的截面形状、破坏纤维的晶态结构，并使纤维的热稳定性降低。     

聚醚酰亚胺中空纤维超滤膜的研究（I）膜结构、热性能和机械性能

以聚醚酰亚胺（PEI）为膜材料,聚乙烯吡咯烷酮（PVP）和聚乙二醇（PEG）等添加剂,N－甲基吡咯烷酮（NMP）和二甲基乙酰胺（PMAc)为溶剂,采用干／湿法纺丝技术制备出聚醚酰亚胺中空纤维膜,提高了PEI超滤膜的耐污梁性,通过改变纺丝液中不同的添加剂（如PEG或PVP）,PEI中空气纤维膜断面可从指状孔转变成海绵状,此外,讨论了聚醚酰亚胺中空纤维的膜结构,热性能和机械性能。     

高分子量聚丙烯腈中空纤维膜铸膜液流变性能的研究

采用气压式毛细管流变仪对聚丙烯腈/二甲基乙酰胺/聚乙烯吡咯烷酮(PAN/DMAc/PVP)中空纤维铸膜液的流变性能进行了研究.实验结果表明,该铸膜液属假塑型流体.物料性质,如PAN分子量、PAN质量分数、添加剂质量分数会影响体系的流动性能.PAN分子量为Mη=13.1×104、PAN质量分数为14%、添加剂PVP质量分数为10%时,该铸膜液的流动性最好.另外,温度对体系的流动性也有影响.对特定的PAN铸膜体系来说,升高温度使体系的黏度降低,流动性变好;而当体系中PAN分子量增大、PAN质量分数增加时,体系的黏度增大,活化能变大,因而对温度的敏感性也增强.     

血液分离用聚偏氟乙烯中空纤维膜的制备

采用干-湿相转化法制备聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜.实验结果表明,随着纺丝原液中添加剂PEG含量的升高,膜的结构趋于疏松,膜的水通量增大,膜对牛血清的截留率都在98%以上,并保持了良好的机械性能;随着纺丝原液中添加剂PVP含量的升高,膜的结构过于疏松,压密化现象明显,致使膜的水通量减小,膜对牛血清白蛋白的截留卒上升,机械性能明显下降;共同加入PEG和PVP并保持总量不变,改变二者的比例关系,随着PVP在添加剂中所占比例增多,纯水通量先上升后由于压密作用而下降,泡点、破裂压力、断裂强力、拉伸伸长率均下降.随着添加剂中PVP含量从0增加到28.8%,膜对牛血清白蛋白的截留率从98.0%骤降到64.1%,之后,随着添加剂中PVP含量再增加,截留率基本维持在60%左右.     

增强型纤维素中空纤维膜的研究

采用二维编织技术将二醋酸长丝制成中空管状编织物,以NMMO/DMSO混合物为溶剂,以水溶性聚合物为成孔剂,调制浓度为4%(质量分数)的纤维素铸膜液,采用共挤出纺丝技术制备了以中空管状编织物为增强体、纤维素为表面分离层的增强型纤维素中空纤维膜(RC膜)。研究结果表明,混合溶剂中DMSO的加入降低了铸膜液黏度,提高了膜的纯水通量;随凝固浴温度提高,表面分离层中海绵状孔结构变得松散,膜的纯水通量提高,向凝固浴中加入DMSO对膜通透性能的影响相对较小;从改善膜的通透性角度出发,添加成孔剂聚乙二醇优于聚乙烯吡咯烷酮;RC膜的力学性能在很大程度上取决于增强体;为保持增强体与表面分离层之间较好的界面结合状态,膜应在湿态下保存。     

制备参数对聚醚砜/非织造布复合膜空气过滤性能的影响

聚醚砜(PES)是一种综合性能优良的聚合物成膜材料,熔喷非织造布具有良好的过滤效能并广泛应用于空气的过滤。聚醚砜/非织造布复合膜是以PES膜材、致孔剂聚乙烯吡络烷酮(PVP)和溶剂N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)作为铸膜液并涂覆在熔喷非织造布上,然后转移至凝固浴中成膜。通过控制铸膜液组分的不同比例、凝固浴温度和第一凝固浴配比共制备了15组复合膜对比样品,系统研究了各关键参数对膜的透气量、孔径、过滤效率及微观形貌结构的影响。结果表明,随着三氧化二铝(Al₂O₃)/PES质量比的增加,复合膜的透气量和平均孔径先增大后减小,过滤效率由75.1%提高至81.4%;随着凝固浴温度的上升,复合膜的透气量和平均孔径不断增大,过滤效率由80.6%降至57.7%;随着第一凝固浴中乙醇含量的增加,复合膜的透气量和平均孔径不断减小,过滤效率提高至89.5%。聚醚砜/非织造布复合膜有望在空气过滤、环保等领域得到应用。     

聚氯乙烯/聚醚砜共混小孔超滤膜的研制

聚氯乙烯与聚醚砜属部分相容体系。采用溶胶-凝胶相转化法,改变聚合物共混比例、混合溶剂、添加剂用量,制备了一系列聚氯乙烯/聚醚砜(PVC/PES)共混超滤膜。通过调配铸膜液中聚合物共混比例,可大大提高共混膜的强度和韧性。其水通量和截留率与同类日本产高分子分离膜相比,均有较大提高。     

Modification of polysulfone with pendant carboxylic acid functionality for ultrafiltration membrane applications

p-Carboxyphenoxymethyl polysulfone (CPMPSF) was synthesized in two steps: (i) chloromethylation of polysulfone (PSF) by in situ generated chloromethyl radical in presence of stannic chloride in tetrachloroethane and (ii) reaction of chloromethylated PSF with p-hydroxybenzoic acid in presence of potassium carbonate in dimethylformamide. The structures of the modified PSFs were confirmed by elemental analysis, IR, ¹H–NMR and $^{{13}}$ C–NMR techniques. The PSF and CPMPSF based ultrafiltration membranes were prepared according to phase–inversion process using water as nonsolvent at 4° and 15 °C, employing casting dope having different amounts of polymer (PSF or CPMPSF), polyvinylpyrrolidone (PVP) and solvent, dimethylformamide (DMF). The membranes were characterized for their pore size, pure water flux and flux and rejection for the permeation of different molecular weight poly(ethylene glycol) (PEG) solutions and sodium chloride (NaCl) solution. The pore radius of the CPMPSF membrane which was prepared without PVP in the casting dope was about 222 Å, whereas, that of the membrane prepared in the presence of PVP (6 wt%) in the casting dope was about 124 Å. For the PSF membranes, pore radii were 80 Å (without PVP) and 176 Å (with PVP 6 wt%). The CPMPSF-based membranes exhibited higher flux and rejections for PEG and NaCl solutions, as compared to the PSF membranes, due to the presence of hydrophilic carboxylic acid group. The CPMPSF membrane exhibited about 48% rejection of NaCl when tested for 5000 ppm feed solution at 400 psi.     

聚砜—聚醚砜共混膜相容性及凝胶特性研究

研究了聚砜（PSF）与聚醚砜（PES）共混膜的相容性及其凝胶特性．首先,通过计算PSF－PES共混体系的混合热,从理论上预测该共混体系相容性,并用反相气相色谱法（IGC）测定相互作用参数．研究PSF－PES共混体系相容性与组成的关系;通过粘度测定研究了共混制膜液的溶混性;探讨了共混制膜液的凝胶特性．研究结果表明,PSF－PES共混体系为部分相容体系,且其溶混性与组成有关,共混可明显改变制膜液的凝胶特性．     

凝固浴温度对相转化聚醚砜中空纤维膜结构与性能的影响

以聚醚砜为膜材料、N,N-二甲基乙酰胺为溶剂、PVP为添加剂配成稳定溶液,使用水为凝固浴,采用干／湿法溶液相转化制备聚醚砜中空纤维膜．研究了凝固浴温度及空气间隙距离对膜的表面孔结构、断面结构和其它性能的影响．发现升高凝固浴温度的同时,增大空气间隙,可以有效地增大膜外表面的孔径,膜断面近外皮层下结构由指状孔向海绵状孔转化．     

Evaluation of polyethersulfone highflux hemodialysis membrane in vitro and in vivo

A new hemodialysis membrane manufactured by a blend of polyethersulfone (PES) and polyvinylpyrrolidone (PVP) was evaluated in vitro and in vivo. Goat was selected as the experimental animal. The clearance and the reduction ratio after the hemodialysis of small molecules (urea, creatinine, phosphate) for the PES membrane were higher in vitro than that in vivo. The reduction ratio of β₂-microglobulin was about 50% after the treatment for 4 h. The biocompatibility profiles of the membranes indicated slight neutropenia and platelet adhesion at the initial stage of the hemodialysis. Electrolyte, blood gas, and blood biochemistry were also analyzed before and after the treatment. The results indicated that PES hollow fiber membrane had a potential widely use for hemodialysis.     

介孔石墨相氮化碳载银聚醚砜膜制备及性能研究

膜污染一直是膜分离应用中的主要问题。将不同量的介孔石墨相氮化碳载银(m-g-C₃N₄/Ag)以共混法引入铸膜液中, 通过相转化法制备聚醚砜(PES)纳米复合膜, 系统研究了m-g-C₃N₄/Ag的添加对纳米复合膜形貌、过滤、抗菌、光催化和抗污染性能的影响。结果表明, m-g-C₃N₄/Ag的添加可以改善纳米复合膜的断面结构及表面亲水性。与纯PES膜相比, 纳米复合膜纯水通量随着掺杂量的增加显著提高, 各个样品对蛋白质的截留率均在90%以上, 表明m-g-C₃N₄/Ag的添加在不影响截留性能的前提下, 可以显著提高纳米复合膜的过滤性能。纳米复合膜的抗菌性能随着m-g-C₃N₄/Ag含量的增加而提高, 其中对铜绿假单胞菌的抗菌效果明显高于大肠杆菌。纯PES膜在光照下几乎不发生光降解。相比之下, 所有添加m-g-C₃N₄/Ag的纳米复合膜在可见光照射下均呈现良好的光催化性能, 且光催化活性随着m-g-C₃N₄/Ag的增加而逐渐增强。其中m-g-C₃N₄/Ag添加量最高的纳米复合膜显示出最明显的光催化作用, 在120 min内甲基橙的脱色率可达63%。通过四步过滤实验对所有膜的综合抗污染性能进行表征, 可知所有纳米复合膜通量恢复率均显著高于纯PES膜。水洗和可见光照射后所有膜的膜通量恢复率皆进一步提高。综上所述, 添加m-g-C₃N₄/Ag可以显著提高聚醚砜膜的抗菌性、可见光下光催化降解染料性能, 进而改善其综合抗污染性能。     

聚醚砜-聚丙烯腈共混膜的研究

在聚醚砜(PES)与聚丙烯腈(RAN)共混膜的制备中，PES和RAN聚合物较难混溶，在PES-溶剂-PAN体系中加入增溶剂，改变聚合物在溶液中聚集态，使聚合物实现较理想混溶．采用DSC，XRD，XPS以及ESEM压对共混膜进行表征，结果表明PES与PAN混溶较好，共混膜表面和断面的微孔分布均匀．共混膜废水处理水质优良．