PVDF超滤膜亲水性改性研究进展

随着近些年超滤膜的发展,人们对膜性能的要求越来越高,改善膜性能的研究不断深入。当今在对聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜的改性过程中经常使用的方法有膜表面改性方法以及膜材料改性方法。膜表面改性的方法主要有物理改性、表面接枝改性、等离子体改性等;而膜材料改性的方法主要包括有小分子无机粒子共混改性和膜材料本体的化学改性。改性之后的PVDF膜亲水性会增强,水通量升高,膜的抗污染性也有了一定的提升,进而增加了膜的使用寿命。     

TiO_2溶胶改性PVDF超滤膜的制备与性能研究

利用溶胶-凝胶法制备二氧化钛(TiO2)溶胶并添加到铸膜液中,应用非溶剂致相法制备聚偏氟乙烯(PVDF)成品膜。系统研究了溶胶态TiO2、无机态Ti O2以及无机态TiO2/分散剂体系对TiO2/PVDF杂化膜的表面形貌、热稳定性、纯水接触角的影响。结果表明,溶胶态TiO2在铸膜液中分散良好,制取所得成品膜具有优良的综合性能,溶胶态TiO2的加入使得膜的接触角明显降低,孔隙率和平均孔径增大。     

PVDF超滤膜相转化制备方法及其改性的研究进展

主要综述了聚偏氟乙烯（PVDF）超滤膜在相转化制备方法和改性两个方面的最新研究进展。在相转化制备方法中,重点介绍了溶剂和非溶剂的选择对膜孔结构的影响;在PVDF超滤膜改性方面,从膜本体和膜表面两个角度进行了介绍,本体改性包括共混改性和共聚改性,表面改性包括辐照接枝改性和低温等离子体改性,共混改性是今后改性的主要发展方向。并结合国内外相关文献,简要介绍了PVDF超滤膜作为一种新技术在水处理中的应用。     

相转化法制备PVDF超滤膜及其亲水化改性研究进展

综述了聚偏氟乙烯(PVDF)超滤(UF)膜在相转化制备方法和亲水化改性两方面的最新研究进展。在相转化制备方法中,介绍了聚合物用量、溶剂的选择、添加剂的种类和用量及凝固浴组成和温度对膜结构和性能的影响;在PVDF超滤膜亲水化改性方面,介绍了共混改性、共聚改性、辐照接枝改性、等子体改性等方法的机理、特点和近年来的研究进展,指出了共混改性是今后亲水改性的主要方向。     

γ-Al2O3/TiO2混合纳米粒子改性PVDF超滤膜

为提高聚偏氟乙烯（PVDF）膜的亲水性和强度,将纳米二氧化钛（TiO2）溶胶和纳米氧化铝（γ-Al2O3）按不同比例与聚偏氟乙烯共混,采用相转化法制得共混超滤膜。考察了不同比例的混合纳米粒子对PVDF超滤膜的纯水通量、截留率、力学性能等的影响。并利用扫描电子显微镜（SEM）观察了膜的表面和内部微观结构,红外光谱分析（FTIR）和X射线衍射仪（XRD）考察纳米粒子在PVDF基体中的存在状态,通过对复合膜进行拉力测试研究混合纳米粒子对膜力学性能的影响,并使用接触角测量仪测定膜表面和水之间的接触角来定量分析比较膜表面的亲水性。结果表明,γ-Al2O3/TiO2混合比为1∶2时,膜的性能达到最优,孔隙率为74%,水通量为120 L/（m2.h）,截留率为93%,拉力最大负荷为35 N,拉伸应变为22%。     

改性污泥炭/TiO2/PVP/PVDF超滤膜的制备及其性能测试

采用铁离子改性污泥炭(Fe₃O₄/SAC磁质炭)、二氧化钛(TiO₂)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为添加剂进行聚偏氟乙烯(PVDF)膜的改性,并对共混膜的各项性能进行测试和表征。结果表明,当TiO₂和Fe₃O₄/SAC磁质炭质量分数分别为0.15%、0.2%时,膜的综合性能最佳。此时,接触角为48.5°,纯水通量为124 3.43 L/(m²·h),牛血清蛋白截留率为95.21%。     

溶液结晶–聚合物扩散法PVDF/LiCl超滤膜制备及性能

为制备超高水通量聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜,以溶液结晶–聚合物扩散(CCD)法为基础,无水氯化锂(LiCl)作为致孔剂和亲水改性剂,N,N–二甲基乙酰胺作为溶剂,采用共混法制备PVDF/LiCl超滤膜.通过扫描电子显微镜对PVDF/LiCl超滤膜的断面结构进行表征,分析证明超滤膜内部存在较好的联通结构,并且生成了大孔...     

TiO2纳米粒子对PVDF超滤膜的结构与性能影响研究

采用溶胶-凝胶法制备了不同纳米TiO2溶胶含量的TiO2/PVDF超滤膜,探讨TiO2溶胶及其含量对膜性能及结构的影响,并利用X射线衍射、扫描电子显微镜、红外光谱和接触角测量仪表征了复合膜的结构.结果表明,经纳米TiO2溶胶改性后,TiO2/PVDF复合膜的孔隙率、接触角和结构等都发生了显著的变化,在TiO2溶胶添加质量分数为4％时条件下,膜的孔隙率为74.5％,水通量为430.6L·m-2·h-1,截留率为82.5％.     

凝固浴体系对PVDF超滤膜性能与结构的影响

利用非溶剂相转化法(NIPS),以聚偏氟乙烯(PVDF)、聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)为铸膜液,水、二甲基乙酰胺(DMAC)、PVP体系为凝固浴,制备外压中空纤维超滤膜。研究了凝固浴中DMAC和PVP含量以及凝固浴温度对膜性能和结构的影响。结果表明,凝固浴中DMAC含量的增加可以提高超滤膜的通量、断裂伸长率和表面的孔径,降低膜丝拉力;PVP含量对膜通量、拉力与断裂伸长率有非线性影响,当着PVP的质量分数大于12%时,支撑层孔径明显增加;凝固浴温度升高可以增加膜的通量,而对孔隙率、拉力和断裂伸长率则影响不大。当凝固浴中DMAC和PVP的质量分数分别为35%和12%、凝固浴温度为70℃时,可以得到性能较好得超滤膜。     

PVDF超滤膜制备及在MBR处理洗涤废水中的应用

为验证实验室自制的聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜在实际洗涤废水中的处理效果,通过非溶剂致相分离(NIPS)制备了具有孔径小、孔径分布窄、亲水性好的PVDF超滤膜,将膜片组装成膜组件,作为膜生物反应器(MBR)的一部分,进行洗涤废水的中试试验.在抽吸泵开8 min停2 min、风机连续曝气、曝气体积流量为8.6 m3/mi...     

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。     

膜分离技术在低渗透油藏含油污水处理中的应用

膜分离技术是特低渗透油藏开发中注水水质处理的关键技术。根据低渗透油藏开发中注水水质要求,介绍了多级金属膜、有机超滤膜和陶瓷膜处理油田污水的效果,阐明了膜分离技术在低渗透油藏精细水处理中的适用性,并对膜过滤装置的反洗方法进行了研究。     

介孔Al_2O_3/PVDF复合中空纤维膜的制备及其性能

为了提高PVDF中空纤维膜在处理含油废水过程中的亲水性能、抗压实性能和抗污染性能,实验以介孔Al2O3为无机添加粒子,采用溶液纺丝法制备出介孔Al2O3/PVDF复合中空纤维膜。通过扫描电子显微镜和傅里叶红外光谱观察介孔Al2O3/PVDF复合中空纤维膜的形貌和成分,结果证明介孔Al2O3成功地添加到PVDF中空纤维膜中。通过接触角,纯水和含油废水通量的测试,结果表明介孔Al2O3的添加改善了PVDF膜的亲水性能、抗压实性能和抗污染性能。     

Effect of additives concentration on the surface properties and performance of PVDF ultrafiltration membranes for refinery produced wastewater treatment

The aim of this study was to investigate the effect of pore-forming hydrophilic additives on the porous asymmetric polyvinylideneflouride (PVDF) ultrafiltration (UF) membrane morphology and transport properties for refinery produced wastewater treatment. PVDF ultrafiltration membranes were prepared via a phase inversion method by dispersing lithium chloride monohydrate (LiCl·H₂O) and titanium dioxide (TiO₂) nanoparticles in the spinning dope. The morphological and performance tests were conducted on PVDF ultrafiltration membranes prepared from a different additive content. The top surface and cross-sectional area of the membranes were observed using a field emission scanning electron microscope (FESEM) and energy dispersive X-ray (EDX) analysis. The surface wettability of porous membranes was determined by the measurement of a contact angle. The mean pore size and surface porosity were calculated based on the permeate flux. The results indicated that the PVDF/LiCl/TiO₂ membranes with lower TiO₂ nanoparticles loading possessed smaller mean pore size, more apertures inside the membrane with enhanced membrane hydrophilicity. LiCl·H₂O has been employed particularly to reduce the thermodynamic miscibility of dope which resulted in increasing the rate of liquid–liquid demixing process. The maximum flux and rejection of refinery wastewater using PVDF ultrafiltration membrane achieved were 82.50 L/m² h and 98.83% respectively at 1.95 wt.% TiO₂ concentration.     

纳米Al_2O_3和TiO_2对PVDF膜结构与性能的影响

分别将纳米二氧化钛(Ti O2)、纳米氧化铝(Al2O3)颗粒与PVDF复合,采用相转化法制备出PVDF/Ti O2和PVDF/Al2O3复合膜。考察了纳米粒子比例对膜纯水通量、截留率、力学性能的影响。采用傅立叶变换红外光谱仪和X射线衍射仪探究了纳米粒子对PVDF膜结构的影响;采用扫描电子显微镜分析了膜表面、断面和内部的形貌以及成孔情况。结果表明,通过两种纳米材料改性后,膜的孔结构均得到了改善;PVDF/Ti O2复合膜的亲水性优于PVDF/Al2O3复合膜,但力学性能不及后者。     

改良型A~2/O工艺对低碳源城市污水的脱氮除磷效果

以城市污水为原水,考察了一种分点进水的改良型A2/O工艺的脱氮除磷效果。试验结果表明,原水按照6∶4的体积比分别进入厌氧池和缺氧池后,增加了缺氧池的碳源浓度,提高了该系统的脱氮效果。当进水中碳氮质量比平均为6.84、硝化液回流比为200%,CODCr、TN、NH3-N和TP的平均质量浓度分别为237.02、36.39、22.99和4.98mg/L时,出水CODCr、TN、NH3-N和TP的平均质量浓度分别为34.29、10.70、0.18和0.46mg/L,去除率分别为85.53%、70.60%、99.22%和90.76%。     

Polymer membranes for high temperature proton exchange membrane fuel cell: Recent advances and challenges

Proton-exchange membrane fuel cells (PEMFCs) are considered to be a promising technology for efficient power generation in the 21st century. Currently, high temperature proton exchange membrane fuel cells (HT-PEMFC) offer several advantages, such as high proton conductivity, low permeability to fuel, low electro-osmotic drag coefficient, good chemical/thermal stability, good mechanical properties and low cost. Owing to the aforementioned features, high temperature proton exchange membrane fuel cells have been utilized more widely compared to low temperature proton exchange membrane fuel cells, which contain certain limitations, such as carbon monoxide poisoning, heat management, water leaching, etc. This review examines the inspiration for HT-PEMFC development, the technological constraints, and recent advances. Various classes of polymers, such as sulfonated hydrocarbon polymers, acid-base polymers and blend polymers, have been analyzed to fulfill the key requirements of high temperature operation of proton exchange membrane fuel cells (PEMFC). The effect of inorganic additives on the performance of HT-PEMFC has been scrutinized. A detailed discussion of the synthesis of polymer, membrane fabrication and physicochemical characterizations is provided. The proton conductivity and cell performance of the polymeric membranes can be improved by high temperature treatment. The mechanical and water retention properties have shown significant improvement., However, there is scope for further research from the perspective of achieving improvements in certain areas, such as optimizing the thermal and chemical stability of the polymer, acid management, and the integral interface between the electrode and membrane.