聚乙烯醇膜改性研究进展

为解决聚乙烯醇(PVA)直接成膜后易在水中发生溶胀甚至溶解的问题,叙述了通过溶液共混、化学交联等对PVA膜的力学性能、抗水性能进行改性,引入纳米粒子、对底膜进行亲水性预处理以提高复合膜的水通量,以及利用PVA分子链上的羟基进行交联反应以提高复合膜的截留性能的方法。认为选用阴离子表面活性剂可在水中发生解离形成阴离子基团,有效增大基膜表面的亲水性,有助于PVA均匀牢固地附着在基膜上。通过降低功能层的厚度进而减少水通过的阻力,以获得更大的水通量;利用超支化聚酯高度支化的三维结构,与PVA铸膜液共混以提高PVA复合膜分离性能,是非常有潜力的发展方向。     

喷雾蒸发海水淡化技术研究进展

喷雾蒸发淡化技术具有规模灵活,设备投资适中,可利用低位热能等优点.介绍了喷雾淡化技术的原理,比较了不同形式的喷雾淡化过程,总结了该工艺的技术特点,并指出了其应用现状及发展前景.     

界面聚合工艺条件对反渗透复合膜性能的影响

以聚砜超滤膜为支撑膜,间苯二胺(MPD)为水相功能单体,均苯三甲酰氯(TMC)为油相功能单体,通过界面聚合法制备了反渗透复合膜。研究了功能单体浓度、界面聚合反应时间、界面聚合成膜后热处理时间和温度等条件对复合膜分离性能的影响;并对在水相中添加相转移催化剂对复合膜分离性能的影响和相转移催化机理进行了初步探讨。首先在单因素实验条件下确定工艺条件的优化范围,然后经过正交实验得到最佳工艺条件,实验结果表明, 油相中TMC浓度为3 g•L^-1、水相中MPD浓度为20 g•L^-1、界面聚合反应时间为30 s、界面聚合成膜后热处理温度为90 ℃、后处理时间15 min时,所制备的反渗透复合膜表现出良好的分离性能,通量达14.91 L•m^-2•h^-1,截留率为0.951(测试条件: 压力1.6 MPa, 温度25 ℃, NaCl浓度20000 mg•L^-1);当水相中MPD浓度较低时,加入适量的相转移催化剂,能有效地改善膜的分离性能。     

分子模拟技术在膜分离技术领域的应用

膜分离技术发展迅速,已成为人类社会发展和工业生产中至关重要的环节,但对膜的微观结构及小分子在膜内传质机理的认识与解释还有欠缺.随着分子动力学(MD)和相关模拟技术的不断发展,分子模拟逐步实现了从原子和分子尺度对膜结构与跨膜传质机理的理论研究.分别介绍了分子模拟技术在反渗透、气体分离、渗透汽化以及其他膜分离技术领域的研究进展,以期通过基础理论研究,指导新一代面向不同应用领域的特定用途的高性能膜材料开发,以及膜过程的设计与优化.     

戊二醛-硫酸混合交联壳聚糖/聚砜复合纳滤膜的结构与性能

以聚砜超滤膜(截留分子量10 000)为基膜,壳聚糖乙酸溶液为铸膜液,使用相转化法制备了戊二醛-硫酸混合交联壳聚糖/聚砜复合纳滤膜,并研究了壳聚糖浓度、戊二醛-硫酸混合交联剂等因素对该膜分离效果的影响.在操作压力1.6 MPa、流量30 L/h、20℃条件下,测得纯水通量为12.84 L/(m2.h),对2 000 mg/L的NaCl、MgCl2、Na2SO4和MgSO4的截留率分别为6.6%,94.5%,34%和80.4%,水通量依次为6.93,11.92,6.95和6.73 L/(m2.h);对分子量不低于280的有机物截留率高于90%;对0.01～0.1 mol/L KCl溶液在0.1～0.7 MPa下测定膜的流动电位为60～6 mV/MPa.电解质离子分离机理取决于膜与电解质离子之间的电荷作用.     

一种新型羧甲基甲壳素/聚砜复合纳滤膜的研究

羧甲基甲壳素(CMCH)溶液浇铸在聚砜超滤膜上,并与戊二醛(GA)交联制得一种新型荷负电复合纳滤膜.制备该膜的最佳条件为:CMCH浓度为2.0%,GA浓度为1.5%,50℃下交联2.0 h,然后50℃下热处理15 min.复合膜对中性分子的截留分子量为7.425×10-22 g (450 Da),膜孔径在(6.6～7.6)×10×10 m,静电位为-0.15 mV,电压渗系数为-0.85,离子交换容量为2.2 mmol·cm-2,在18℃,1.3 Mpa压力和流量为38 L·h-1时,对浓度为2000 mg·L-1的Na3PO4,K2SO4,Na2SO4,MgSO4,KCl,NaCl 和 MgCl2 溶液的截盐率分别为 92.10%,90.93%,91.83%,62.51%,30.29%,29.46% 和 10.96%,通量分别为 3.96 L·h-1·m-2,4.81 L·L·h-1·m-2,复合膜对不同盐的截留行为与其它荷负电纳滤膜类似,主要决定于荷电膜与电解质离子之间静电作用力的大小.随着进料液浓度的增加,复合膜的截盐率减小,通量增加;随着操作压力的升高,通量增加,截盐率先增加后保持不变.另外,发现该膜具有较好的抗藻类附着性.该膜可望用于脱除水中NO3-,PO43-,SO42-及阴离子表面活性剂等负电荷离子,在中水、工业水、饮用水处理及加工等方面有广阔的应用前景.     

耐污染反渗透膜在城市生活污水回用中的应用研究

城市生活污水经污水处理厂处理后已成为达到国家二级排放标准的微污染水，如再经预处理＋反渗透组合工艺处理可以达到工业用水的水质，如锅炉补给水、循环冷却水等。分别测试了耐污染反渗透膜与普通反渗透膜的耐污染性能以及其他各项指标，并从它们的功能基团与膜表面结构角度初步探讨耐污染机理。考察了耐污染反渗透膜性能的变化规律，为以后的应用工程设计提供了基本参数。     

海水淡化过程优化设计的研究进展

海水淡化是能源密集型工业,对淡化工艺、操作参数及设备结构等进行优化设计是降低淡化过程能耗的有效途径。本文分析了不同海水淡化方法的技术特点,详细介绍了海水淡化过程的优化设计方法及海水淡化技术集成的研究进展。     

聚酯酰胺反渗透复合膜的制备及其表征

以间苯二胺、氨基葡萄糖与均苯三甲酰氟为反应物，在聚砜基膜上用界面聚合法制备聚酯酰胺反渗透复合膜。用红外光谱仪（FT-IR）和扫描电子显微镜（SEM）及原子力显微镜（AFM）对所制备膜的结构和形态进行表征。红外光谱的结果表明有聚酰胺和聚酯结构的生成，扫描电镜结果显示复合膜表面呈明显的峰谷状结构，原子力显微镜分析结果表明聚酯酰胺膜表面粗糙度较聚酰胺膜表面粗糙度大。实验考察了界面聚合反应中的水相单体配比对所制备复合膜分离性能的影响；并进一步考察了操作条件及物料性质对制备的聚酯酰胺反渗透复合膜分离性能的影响。研究表明：随水相中氨基葡萄糖配比的增加，复合膜的脱盐率下降，通量上升。聚酯酰胺反渗透复合膜在1．6MPa操作压力下水通量达到27．4L／m^2·h以上，对2000mg／L的NaCl、KCl、MgCl2、Na2SO4、MgSO4等无机盐的脱盐率均在97．5％以上。     

混酐交联壳聚糖与三甲基一烯氯化铵共聚物/聚丙烯腈荷正电复合纳滤膜的研制及截留性能

以壳聚糖与三甲基一烯氯化铵共聚物(GCTACC)的水溶液为铸膜液,采用流延的方式,与聚丙烯腈(PAN)超滤膜复合,与己二酸和乙酸酐混合酸酐的丙酮溶液进行交联,从而制备了壳聚糖与三甲基一烯基氯化铵共聚物复合阳离子型纳滤膜.本文讨论交联剂浓度、交联时间、干燥时间等因素的影响,采用单因素实验法确定了最佳的制膜条件:1.0wt%壳聚糖与三甲基一烯氯化铵接枝共聚物溶液,50℃下干燥2h,交联介质为在乙酸酐、己二酸和丙酮的质量比为0.06∶1.8∶75时,50℃下交联20h,50℃下热处理20min.通过电镜扫描对膜形貌进行表征以及利用原子力显微镜对膜表面的粗糙情况进行了观察.该复合膜的均方粗糙度为7.7±0.76×103 nm.在操作压力为1.0MPa,料液流速为30L/h下,通过测定对浓度为1000mg/L葡萄糖、蔗糖、聚乙二醇(600～1000)的截留率,得到该膜截留分子量为900左右(纳滤范围内).并且,对该复合膜的截留性能进行了测试,分别探讨了操作压力、料液流速、料液类型等因素与膜性能的关系.其中,对不同类型无机盐的截留顺序为:MgCl2＞MgSO4＞KCl＞NaCl＞Na2SO4＞K2SO4,呈现荷正电纳滤膜的截留特性.