陶瓷微滤膜的亲疏水性变化对水通量的影响

用高温气相裂解色谱和FTTR对经钛酸酯偶联剂改性前或后的陶瓷微滤膜进行了表征,用非水溶液滴定法检测了修饰前后羟基的变化,改性后的陶瓷微滤膜粉体表面的亲油化度大幅度上升、吸水率大幅度下降.在一定的压力范围内,随着陶瓷微滤膜微孔道内壁的亲水性的下降和疏水性的增强,水的渗透通量呈明显下降趋势,当达到一定的疏水程度后,水的渗透通量趋近于零.     

高压电场强化下聚偏氟乙烯超滤膜的制备

以PVP K30为添加剂,应用"高压外电场(2 kV)强化"的方法,通过浸没沉淀相转化法制得PVDF超滤膜。研究了外电场对膜的表面亲水性、形态结构、表面基团、膜电位的影响。另外,对膜的抗污染性能和分离性能也进行了研究。研究结果表明:改性的PVDF膜的亲水性高于未改性的膜。同时,膜的分离性能亦优于未改性的膜。改性后的膜的蛋白吸附量明显地降低。当PVP K30质量分数为9%时,改性的PVDF膜的接触角值为65.4°,蛋白吸附量减小46%,达到26.40μg/cm2。     

巡视中空纤维膜的研发和产业进展

介绍了国内外用于人工肾的中空纤维透析膜、用于废水处理的微滤、超滤中空纤维及膜生物反应器（MBR）、用于海水淡化的中空纤维反渗透膜、用于气体分离及有机物代精馏的中空纤维膜、用于双亲和性吸附蛋白质的固定双配合剂多微孔中空纤维膜、用于回收海水资源的微滤和纳滤膜、用于脱氧核糖核酸链（DNA）切片的内含亲水性聚合物的中空纤维膜以及新型电池隔膜.     

改性聚偏氟乙烯膜的油吸附性研究

排除因液体流动和压力梯度造成的浓差极化、油滴形变等影响因素，用静态吸附法考察膜对油分子的吸附规律。结果表明，膜对油分子的吸附属于一级动力学吸附，吸附过程的主要控制步骤是油分子在膜表面及膜孔内的扩散。Freundlich等温方程可以很好地描述膜对油分子的吸附，拟合后的常数K和1／n均较小，证明所用的改性聚偏氟乙烯膜对油分子的吸附能力较小，吸附强度较弱，也即改性聚偏氟乙烯膜耐污染，且易清洗。膜改性可以在处理低浓度含油废水时有效减少由于膜对油分子的吸附而造成的污染。     

渗透模式影响纳米涂层修饰陶瓷微滤膜分离性能的研究

研究了膜分离技术处理含油废水存在因油滴变形引起的膜堵塞问题。为减少膜污染,使用在市场上销售氧化铝微滤膜孔道表面制备纳米ZrO2涂层,利用纳米涂层改变微滤膜的表面亲水憎油性,具有良好的效果。考虑其工业应用条件,重点研究了循环模式（模拟大量废水处理）和浓缩模式（模拟少量废水处理）对膜渗透通量的影响。结果表明：循环模式下料液的油浓度为恒定的,纳米涂层能有效提高微滤膜的渗透通量。膜面流速的增加在一定程度上能提高膜渗透通量,但超过一定程度后,增加不明显。当膜面流速为7m／s时,修饰陶瓷膜的最大渗透通量为280L／（m^2·h）,油截留率为96．4％。在浓缩模式下,料液的油浓度随渗透液的排出呈指数性增加,随着油浓度的增加,渗透通量持续衰减,油截留率持续上升。当油浓度达到一定程度后,修饰陶瓷微滤膜不能有效地实现稳定含油废水的油水分离。     

渗透模式影响纳米涂层修饰陶瓷微滤膜分离性能的研究

研究了膜分离技术处理含油废水存在因油滴变形引起的膜堵塞问题.为减少膜污染,使用在市场上销售氧化铝微滤膜孔道表面制备纳米ZrO2涂层,利用纳米涂层改变微滤膜的表面亲水憎油性,具有良好的效果.考虑其工业应用条件,重点研究了循环模式(模拟大量废水处理)和浓缩模式(模拟少量废水处理)对膜渗透通量的影响.结果表明:循环模式下料液的油浓度为恒定的,纳米涂层能有效提高微滤膜的渗透通量.膜面流速的增加在一定程度上能提高膜渗透通量,但超过一定程度后,增加不明显.当膜面流速为7 m/s时,修饰陶瓷膜的最大渗透通量为280 L/(m2·h),油截留率为96.4％.在浓缩模式下,料液的油浓度随渗透液的排出呈指数性增加,随着油浓度的增加,渗透通量持续衰减,油截留率持续上升.当油浓度达到一定程度后,修饰陶瓷微滤膜不能有效地实现稳定含油废水的油水分离.     

分子膜驱油剂的性能评价及驱油效果探究

对一种多羟基有机铵盐作为分子膜驱油剂进行性能评价和驱油效率的评价。测定了分子膜剂的表面张力、吸附量、防膨率和驱油效率。结果表明,分子膜剂与模拟地层水表面张力接近,不具有表面活性;分子膜剂可使岩石表面由亲油向亲水方向转化,可将强亲油表面载玻片(水接触角99.58°,油接触角31.43°)转变为弱亲水表面(水接触角42.56°,油接触角43.20°);吸附量为11.4 mg/g砂,防膨率达54.2%,分子膜剂浓度为5 000 mg/L时,驱油效率提高最明显,可以提高采收率10%～15%。该分子膜驱油剂能显著提高采收率,是一种较为理想的驱油剂。     

微滤过程阻力分析及过滤速率

以膜分离基本理论为基础，依据实验结果，研究微滤过程中微粒在膜材料上的吸附和沉积及其对膜透过液流动的影响，建立了吸附阻力和沉积层阻力随时间变化的关系式，就各项阻力对膜分离过程的影响情况进行了分析，并提出了减小这些阻力的途径。在分析膜分离阻力基础上，本文提出了计算微滤膜通量的数学模型，计算结果的平均偏差为５．９％，明显优于同类模型。     

功能接枝微滤膜PSF-g-PVI的制备及其对砷酸根的吸附性能

采用表面引发的接枝聚合新方法,将功能单体1-乙烯基咪唑(VI)接枝聚合于聚砜(PSF)微滤膜表面,制得了功能微滤膜PSF-g-PVI,采用红外光谱(FTIR)与扫描电镜(SEM)对PSF-g-PVI进行了表征,考察研究了该功能微滤膜对水介质中毒性阴离子砷酸根的吸附特性。结果表明,凭借静电吸附作用,接枝微滤膜PSF-g-PVI对As(Ⅴ)阴离子可产生强吸附作用。PSF-g-PVI对As(Ⅴ)阴离子的吸附量则随pH值的增大呈现先增大后减小的趋势,当pH=5时具有最大吸附量6.92μmol/cm²。     

动态Monte Carlo模拟蛋白质与微滤膜相互作用及其对微滤过程影响

构建了二维晶格蛋白质-微滤膜疏水相互作用模型，采用动态Monte Carlo方法模拟了微滤膜污染过程及其受膜孔径、蛋白质浓度和蛋白质结构特性等因素的影响。模拟结果显示：微滤过程中膜通量的变化呈现快速下降、缓慢下降和平台期3个阶段。小孔径微滤膜的滤阻从以膜孔阻力为主转变为以饼层阻力为主;而大孔径微滤膜的滤阻则以膜孔阻力为主。提高蛋白质浓度会强化滤阻从膜孔阻力向饼层阻力的转变。在微滤过程中，蛋白质会因疏水相互作用在膜孔内发生构象转换，进而发生不可逆吸附并形成多层堆积，导致膜污染和通量下降，提高蛋白质的构象稳定性可以显著降低其对微滤膜的污染。分子模拟结果与文献报道的实验结果和理论模型相符，所提供的微观信息对于微滤过程优化和微滤膜设计具有参考作用。