多巴胺及KH-561改性PVDF超滤膜的制备及性能

采用聚多巴胺与亲水物质前驱体同步水解的方法,在膜表面生成杂化涂层,通过调整3-(2,3-环氧丙氧基)丙基三乙氧基硅烷(KH-561)与多巴胺的配比,制备了PVDF超滤改性膜.测试了杂化涂层对改性膜的表面形貌、亲水性、纯水通量、截留率等性能的影响.结果 表明,杂化涂层不仅提高了改性膜的表面亲水能力,也改善了膜内部孔道的亲...     

氧化石墨烯改性PVDF超滤膜制备及分离性能

用N-（三甲氧基硅丙基）乙二胺三乙酸钠（EDTS）对氧化石墨烯进行修饰,制备出亲水的EDTS-GO纳米复合物。然后通过共混的方式将EDTS-GO添加到PVDF中,制备出EDTS-GO改性PVDF超滤膜。接触角分析和红外光谱结果表明,在相转化过程中EDTS-GO转移至膜表面,PVDF膜表面的亲水性增强。系统考察了不同EDTS-GO添加量对膜性能的影响。膜性能测试表明,随着EDTS-GO添加量的增加,PVDF膜的纯水通量先增大然后降低,当添加量为0.5%时,纯水通量达到最大值,711.2 L·（m²·h）^-1。此外,抗污染实验表明,EDTS-GO改性的PVDF超滤膜比未改性的PVDF超滤膜具有更强的抗污染性能。     

PVDF超滤膜的改性研究进展

随着PVDF超滤膜应用领域的不断扩大,对PVDF超滤膜材料的性能要求也日益提高,尤其是在提高膜的亲水性、抗污染性和机械强度方面。本文介绍了近期国内外PVDF超滤膜共混改性和接枝改性研究进展,最后对今后PVDF改性研究方向提出了建议。     

丙烯酸接枝PVDF超滤膜亲水改性研究

采用自由基聚合方法将丙烯酸接枝到经过消去反应形成一定C=C含量的PVDF中空纤维超滤膜表面,改善了膜表面的亲水性。依据超滤膜的孔径结构要求,调控丙烯酸接枝链的长度。通过XPS、SEM和水通量实验分析效果表明,丙烯酸接枝改性PVDF中空纤维超滤膜表面引入了-COOH和-OH亲水基团,膜表面和孔壁形成的亲水层没有改变膜表面的孔径尺寸,水通量比改性前提高了280%以上。     

氧化石墨烯改性PVDF超滤膜综合利用研究进展

介绍了氧化石墨烯改性PVDF超滤膜的物理和化学性质,综述了氧化石墨烯改性PVDF超滤膜综合应用现状,具体阐述对比了近年来氧化石墨烯改性PVDF超滤膜的制备方法,并且提出了改性超滤膜的高值利用的发展方向及展望。     

非溶剂水添加对PVDF超滤膜结构和性能的影响

以H2O/DMAc为共溶剂,相转化法制备了PVDF/PVP平板超滤膜,考察了非溶剂水添加量对相分离进程、膜结构参数、膜分离性能的影响规律,观察了膜的微观形貌。结果显示,随着体系中含水量由1%～5%变化时,相转化成膜固化时间缩短,膜表面孔数增多,支撑层逐渐疏松,膜断面大孔结构变化丰富,呈现不规律变化,但膜平均孔径相对稳定。含水量由0%变化至5%,膜纯水通量从850 L/(m2.h)上升到1 250 L/(m2.h),BSA截留率基本保持在85%以上,在3%时最高,5%时有所下降。     

PVDF超滤膜用于城市污水深度处理的试验研究

采用混凝沉淀-超滤组合工艺进行了城市二级出水深度处理的试验。结果表明,超滤膜对浊度、UV254、COD、PO43--P的平均去除率分别为100%、21.2%、28.36%、31.5%,超滤膜分离系统的产水率为84.6%。超滤前加混凝沉淀预处理,可以提高水中有机物的去除率,同时减轻了膜污染。     

MBR处理食品加工废水过程中亲水性PVDF膜性能研究

采用亲水性聚偏氟乙烯(PVDF)膜制成膜组件,通过膜生物反应器(MBR)法处理食品加工废水,研究其处理废水性能,并探讨MBR反应器中膜的过滤及抗污染性能。结果表明,所采用的PVDF膜的孔径为0.22~0.30μm,新膜的水接触角在8 s左右由70°降至0°,0.1MPa下膜初始纯水通量为1 581L/(h·m2);在经过沉淀处理的污水进水的COD和浊度分别为400~800mg/L和90~110度、在HRT为10 h的条件下,MBR抽滤出水的COD和浊度分别为40~50mg/L和3~7度,膜组件在MBR反应器中不进行反冲、仅采用常规曝气冲刷-间隙抽滤的条件下运行30 d,膜在30kPa下的平衡过滤通量为30~40L/(h·m2),显示出良好的抗污性。     

大通量PVDF超滤膜在饮用水净化中的应用研究

本文利用热致相分离法制备的新型大通量聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜在美国得克萨斯州圣帕特里西奥自来水厂进行了饮用水净化应用研究.研究结果表明,得益于新型TIPS法PVDF膜的高通透性与易清洗性,中试膜组件能够保持110 L/(m·h)的高通量下稳定运行,比该自来水厂原设计的运行通量高约20％.此外,新型TIPS法PV...     

SiO_2超滤膜的表面改性与油气分离

对于孔半径为1.70 nm的超滤膜,在0.10 MPa时膜对正己烷/氮气的分离因子是1.52;膜对正己烷/氮气的分离因子均随原料气压力的增大而增大,分离机理是表面扩散。以回收大气中油气为目标,采用十八烷基三氯硅烷对超滤膜表面进行改性,改性后的膜在0.10 MPa时对正己烷/氮气的分离因子达到1.74,与改性前相比,分离因子有一定的提高。     

温敏性PVDF/PGS-g-PNIPAM纳米复合超滤膜的制备和性能

通过化学接枝法将聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)接枝聚合在凹凸棒石(PGS)纳米纤维表面,制备了系列接枝率的温敏性PGS-g-PNIPAM纳米颗粒,将其与聚偏氟乙烯(PVDF)共混制备温敏性纳米复合超滤膜,深入研究PNIPAM接枝率对膜结构和性能的影响。结果表明,凹凸棒石表面PNIPAM接枝率随溶液中NIPAM单体浓度增大而增加;PGS-g-PNIPAM使复合膜中PVDF晶核变小,数目增多,膜更为疏松多孔,PVDF/PGS-g-PNIPAM膜的平均孔径在20 nm左右,膜的平均孔径和最大孔径均随凹凸棒石表面PNIPAM接枝率的增加而增大;PVDF/PGS-g-PNIPAM膜具有温敏性,温敏开关系数随PNIPAM接枝率的增加先增强后减弱,当接枝率为21.33%时膜温敏开关系数最大,达到1.51,膜渗透通量也最大,对牛血清白蛋白具有良好的截留和抗污染性能。     

Preparation and performance of the novel PVDF ultrafiltration membranes blending with PVA modified SiO2 hydrophilic nanoparticles

In this study, PVA‐SiO₂ was synthesized by modifying silica (SiO₂) with polyvinyl alcohol (PVA), then a novel polyvinylidene fluoride (PVDF) ultrafiltration (UF) membrane was prepared by incorporating the prepared PVA‐SiO₂ into membrane matrix using the non‐solvent induced phase separation (NIPS) method. The effects of PVA‐SiO₂ particle on the properties of the PVDF membrane were systematically studied by scanning electron microscope (SEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FT‐IR), surface pore size, porosity, and water contact angle. The results indicated that with the addition of PVA‐SiO₂ particles in the PVDF UF membranes, membrane mean pore size increased from 80.06 to 126.00 nm, porosity improved from 77.4% to 89.1%, and water contact angle decreased from 75.61° to 63.10°. Furthermore, ultrafiltration experiments were conducted in terms of pure water flux, bovine serum albumin (BSA) rejection, and anti‐fouling performance. It indicated that with the addition of PVA‐SiO₂ particles, pure water flux increased from 70 to 126 L/m² h, BSA rejection increased from 67% to 86%, flux recovery ratio increased from 60% to 96%, total fouling ratio decreased from 50% to 18.7%, and irreversible fouling ratio decreased from 40% to 4%. Membrane anti‐fouling property was improved, and it can be expected that this work may provide some references to the improvement of the anti‐fouling performance of the PVDF ultrafiltration membrane. POLYM. ENG. SCI., 59:E412–E421, 2019. © 2018 Society of Plastics Engineers     

氧化铝凝胶改性聚偏氟乙烯超滤膜的制备与表征

为提高聚偏氟乙烯超滤膜的亲水性,采用Al_2O_3凝胶对有机高分子聚偏氟乙烯膜进行改性,制备Al_2O_3凝胶改性聚偏氟乙烯超滤膜,并与非凝胶化无机纳米Al_2O_3颗粒改性进行对比。考察铸膜液中Al_2O_3凝胶加入量对改性聚偏氟乙烯超滤膜性能和结构的影响。采用扫描电镜、X射线能谱、傅里叶红外光谱和超滤实验等对超滤膜结构和性能进行表征,结果表明,Al_2O_3凝胶加入量1.0 g时,改性超滤膜水通量提高5.48倍;扫描电镜表明,改性超滤膜和未改性超滤膜均为典型的非对称结构,改性超滤膜表面孔数目明显增加,断面微观结构未发生改变;红外光谱及能谱分析表明,Al_2O_3凝胶与高分子聚偏氟乙烯之间为物理共混。Al_2O_3凝胶改性聚偏氟乙烯超滤膜,改善了膜表面亲水性,提高水通量,并保持较大截留率。     

耐氯改性PMIA超滤膜的制备及其结构与性能研究

采用低温溶液法共缩聚反应合成了2,4-二氨基苯磺酸改性聚间苯二甲酰间苯二胺(PMIA)共聚物,并以改性PMIA溶液为制膜原料,采用相转化法制备改性PMIA超滤膜,探讨了铸膜液PMIA浓度和凝固浴浓度对改性膜结构和性能的影响,研究了改性PMIA超滤膜的耐氯性能并与未改性的PMIA超滤膜进行对比。结果表明:由红外吸收光谱和核磁共振氢谱表征所制得的产物为目标产物,即第三单体2,4-二氨基苯磺酸被成功地引入到了大分子链之中;当铸膜液中改性PMIA质量分数为14%,凝固浴温度为20℃,凝固浴中N,N-二甲基乙酰胺质量分数为10%时,制得的改性PMIA超滤膜的综合性能最佳,其纯水通量可达352.19 L/(m²·h),对牛血清蛋白截留率为89.04%;改性PMIA超滤膜的耐氯性能在酸性、中性、碱性条件下均比未改性PMIA超滤膜的要好。     

原位合成法制备高通量聚砜超滤膜及其性能研究

以聚砜（PSF）为原料,N,N‐二甲基甲酰胺（DMF）为溶剂,4,4'-二氨基二苯砜（DDS）和均苯四甲酸二酐（PMDA）为添加物,在聚砜铸膜液中“原位合成”聚酰胺酸（PAA）,采用浸没沉淀相转化法制备高水通量PSF超滤膜。使用傅里叶变换红外光谱仪（ATR-FTIR）和X射线光电子能谱分析（XPS）对膜表面化学组成进行分析,结果表明成功在膜表面引入PAA。膜的荷电性、水接触角、保湿性和水通量等性能测试表明,改性膜具有良好的保湿性和水渗透性。在0.1 MPa的运行压力下,改性膜的纯水通量和牛血清白蛋白（BSA）截留率均高于纯PSF超滤膜,纯水通量从221.39 L/(m²·h)增加至406.57 L/(m²·h),截留率从75.75%增加到96.14%;在0.01~0.1 MPa的运行压力范围内,改性膜水通量均高于纯PSF超滤膜。。     

聚砜/聚苯胺-嵌段式聚醚Pluronic F127复合超滤膜的制备及性能

选用具有不同改性机理的嵌段式聚醚Pluronic F127与聚苯胺(PANI)纳米纤维共同作为添加剂共混改性聚砜(PSf)超滤膜,利用浸没沉淀相转化法制备出PSf/PANI-F127复合超滤膜。考察、比较并分析两种改性材料同时存在对膜结构和膜性能的影响。膜结构通过傅里叶衰减全反射红外(ATR-FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线能量色散谱(EDS)、扫描电镜(SEM)和接触角等测试表征。膜性能通过纯水通量、截留率、抗污染性能以及添加剂稳定性结果进行评价。实验结果表明,Pluronic F127的加入可以更有效地提高膜表面亲水性,而PANI纳米纤维的加入则可以使膜孔隙率增大、表面孔径尺寸降低、皮层变薄。实验进一步发现,两种添加剂在改善膜结构与性能上起协同作用。PANI-F127一方面提高了膜纯水通量与抗污染性能,另一方面克服了单独使用Pluronic F127时添加量大、截留率低、添加剂易流失的缺点。     

MOF-199@GO改性PVDF荷电纳滤膜的制备及其性能

采用原位生长法制备了MOF-199@氧化石墨烯（GO）纳米复合材料,并对聚偏氟乙烯（PVDF）支撑膜进行表面改性,以克服PVDF膜表面疏水性。通过界面聚合反应,制备了基于MOF-199@GO改性PVDF的聚酰胺复合荷电纳滤膜。采用XRD、SEM、TEM、AFM和zeta电位等手段表征了MOF-199@GO复合材料及MOF-199@GO改性PVDF聚酰胺复合纳滤膜的结构及微观形貌,并测试了MOF-199@GO改性PVDF聚酰胺复合纳滤膜的脱盐性能。结果表明：通过MOF-199@GO复合材料对PVDF支撑膜的表面改性,有效克服了PVDF支撑膜的疏水性,实现了表面聚酰胺薄层的均匀连续生长,荷电纳滤膜表面荷负电性能显著增强,其中经MOF-199@GO充分改性的复合荷电纳滤膜表现出优异的脱盐性能,对MgSO₄、Na₂SO₄、NaCl和MgCl₂四种盐的截留率分别达到了93.56%、93.04%、87.48%和87.11%。     

Preparation and properties of MOF-199@GO modified PVDF charged composite nanofiltration membrane

As novel functional materials, metal-organic framework (MOF) and graphene oxide (GO) have received great attentions in recent years. In this work, MOF@GO nanocomposite (MOF-199@GO) is prepared by an in-situ growth method. A novel and highly efficient nanofiltration (NF) membrane can be facilely fabricated via surface decoration of MOF-199@GO onto poly(vinylidene fluoride) (PVDF) substrate before interfacial polymerization of m-phenylenediamine (MPD) and trimesoyl chloride (TMC) in order to overcome the hydrophobicity of PVDF membrane. The structure and morphology of MOF-199@GO and MOF-199@GO modified PVDF polyamide composite membrane are characterized by XRD, SEM, TEM, AFM and zeta potential. MOF-199@GO modified PVDF composite NF membrane which possesses dense and uniform polyamide thin-layer exhibits higher negative surface potential (up to ~37 mV) at pH 9.5. The performance of MOF-199@GO modified PVDF polyamide composite NF membrane has been investigated by determination of pure water flux and salt rejection. The prepared NF membrane MG3 exhibited highly efficient rejection of MgSO₄, Na₂SO₄, NaCl and MgCl₂, which are 93.56%, 93.04%, 87.48% and 87.11%, respectively. This work provides a worthy reference for designing highly efficient NF membranes modified by MOF and relevant materials.     

纳米氧化石墨烯改性PVDF微滤膜在MBR中的抗污染性能

利用强亲水性氧化石墨烯（GO）作为添加剂,自制了PVDF/GO复合微滤膜,并将其应用于MBR系统中,进行长期应用研究。研究发现,共混膜的表面性质得到改善,其表面含氧基团达到29.33%（GO=3%）;共混膜与PVDF膜对污染物的去除效果相近,但共混膜（GO=3%）仅进行了一次清洗,清洗周期是PVDF的4倍;PVDF/GO共混膜的膜阻力要低于PVDF膜,并且共混膜的不可逆污染阻力显著下降,其数值仅仅是PVDF膜的9.0%（GO=3%）;EPS分析发现,共混膜表面的EPS浓度明显减少,其降幅分别达到59.98%（GO=1%）和69.57%（GO=3%）,抗污染性能显著提高;通过SEM与CLSM分析发现,随着氧化石墨烯加入量的提高,共混膜表面形成了滤饼层变得疏松,厚度也变薄,甚至露出了部分膜表面（GO=3%）,保证了共混膜稳定的渗透率。