聚乙二醇对氯化聚氯乙烯超滤膜微观结构及其性能的影响

探讨了聚乙二醇(PEG)及其分子量对氯化聚氯乙烯(CPVC)铸膜液黏度及其超滤膜微观结构和性能(纯水通量、截留率、机械性能和耐污染性能)的影响。结果表明,随着PEG分子量的增大,CPVC铸膜液黏度增大,CPVC超滤膜表面由网络大孔结构变为致密结构,PEG400和600对CPVC超滤膜断面微观结构没有太大影响,仍然保持海绵状结构,PEG相对分子质量超过1 000以后,CPVC超滤膜断面变为指状大孔结构与皮层构成非对称结构。铸膜液中添加PEG后,CPVC超滤膜纯水通量大幅度上升,但是截留率有不同程度的下降;随着PEG分子量的增大,CPVC超滤膜的纯水通量,耐污染性能及截留率均呈上升趋势。综合比较,PEG600作为添加剂,CPVC超滤膜能获得较好的性能。     

基于硅烷偶联剂表面改性制备Al_2O_3/PVDF杂化膜

采用硅烷偶联剂(2-氰乙基)三乙氧基硅烷对纳米Al_2O_3粒子进行表面改性,利用热致相变法制备了改性Al_2O_3/PVDF有机无机杂化膜,研究了改性Al_2O_3的添加量对杂化膜性能的影响。经(2-氰乙基)三乙氧基硅烷改性后,纳米Al_2O_3粒子的团聚减少,改性后纳米Al_2O_3的平均最小粒径为52.23nm。与纯PVDF膜比较,改性纳米Al_2O_3的添加改善了PVDF膜的形貌结构,改性Al_2O_3/PVDF杂化膜形成的球晶明显增加,球晶的密度尺寸缩小,杂化膜中形成了大量连通的界面孔,膜的孔隙率升高,改善了PVDF膜的力学性能和亲水性,提高了截留率。当纳米粒子添加量达到5%时,膜的截留率提高了7.2%,膜的纯水通量达到了593.95L/(m~2·h),膜强度达到5.0MPa。     

沉淀相转化法磁性聚砜超滤膜的性能研究

以聚砜为基材、聚乙烯吡咯烷酮为致孔剂、二甲基乙酰胺为溶剂,四氧化三铁为填料,采用浸没沉淀相转化法分别在水平磁场和无磁场的条件下制备聚砜-Fe_3O_4超滤膜,并采用死端超滤装置测试了的膜的渗透性,截留率,耐污染性等性能。实验结果表明:超滤膜通量、截留率随Fe_3O_4含量增加而增加;Fe_3O_4含量高于40%(质量分数)时,未磁化膜性能有明显的提高,Fe_3O_4含量高于60%(质量分数)时,磁化膜性能有明显的提高;相同Fe_3O_4含量下,Fe_3O_4高于60%(质量分数)时,磁化膜通量更大,截留率略低,绝对耐污染性更强,相对耐污染性更弱。     

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。     

双改性Al_2O_3/PVDF杂化膜的制备和性能

分别利用乙烯基三甲氧基硅烷对Al_2O_3粒子进行了改性、KOH对聚偏氟乙烯(PVDF)进行了改性,并以改性后的产物为制膜材料,以过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂,将改性纳米Al_2O_3粒子引入到改性PVDF中,通过热致相变法制备了双改性Al_2O_3/PVDF杂化膜。分别考察了硅烷偶联剂对Al_2O_3粒子粒径的影响,及不同碱浓度和碱处理时间对PVDF结构的影响,并对制备的双改性膜进行了性能测试。结果表明:当硅烷偶联剂的质量分数为33%(以体系总质量计,下同)时,Al_2O_3粒子的粒径从593.45 nm降为43.47 nm,在此基础上,当改性Al_2O_3粒子的质量分数为5%时,杂化膜的截留率为83.1%,水通量为621.5 L/(m2·h),膜的拉伸强度达到5.01MPa。改性纳米Al_2O_3粒子的引入,是杂化膜通量和力学强度提高的主要原因。     

具有PDA-UiO-66中间层耐溶剂复合纳滤膜的制备及性能

将多巴胺和Ui O-66纳米颗粒共沉积在经1,6-己二胺交联的聚醚酰亚胺（PEI）基膜上构建了纳米复合中间层（PDA-UiO-66），并在中间层上进行界面聚合反应制备了耐溶剂复合纳滤膜（TFN-U）。通过FTIR、XRD、SEM、AFM、水接触角测量仪对膜结构进行了表征和测试，探究了Ui O-66质量浓度对TFN-U膜耐溶剂性、耐污染性以及运行稳定性的影响。结果表明，PDA-Ui O-66纳米复合中间层的引入能提高TFN-U膜的渗透通量，当Ui O-66纳米颗粒质量浓度为0.2 g/L时，TFN-U2膜水通量为63.83 L/(m2·h)，甲醇通量为28.50L/(m2·h)，对刚果红水溶液和刚果红甲醇溶液的截留率为98.2%和93.2%，经无水乙醇、丙酮、乙酸乙酯、正己烷及N,N-二甲基甲酰胺（DMF）浸泡48h后，其对刚果红的截留率均>94%，通量恢复率达到78.1%，在连续24 h过滤刚果红甲醇溶液后，该膜的甲醇通量为14.13L/(m2·h)，截留率为98.3%，表明TFN-U2膜具有良好的耐溶剂性、耐污染性以及一定的运行稳定性。     

添加剂PEG对CPVC/PVB共混膜性能的影响

探讨了聚乙二醇(PEG)分子量(400、600、1000、1500、2000、4000和6000)对氯化聚乙烯/聚乙烯醇缩丁醛(CPVC/PVB)超滤膜微观结构及其性能(纯水通量、截留率、机械强度和耐污染性能)的影响。结果表明:PEG分子量小于6000时,CPVC/PVB共混膜断面的指状大孔被疏松的多孔结构取代,PEG达到6000时,膜断面出现指状大孔结构,其微观结构与未加添加剂时的微观结构基本一致;PEG分子量为400和600时,CPVC/PVB共混膜表面为多孔结构,随着PEG分子量的增大,膜表面趋于致密。添加不同分子量PEG,均能使CPVC/PVB共混膜的水通量和耐污染性能大幅提升,其中PEG4000和PEG6000提高最多,但膜的截留率和机械性能略有下降。经过比较PEG6000作为添加剂,CPVC/PVB共混膜的性能较优。     

氯化聚氯乙烯复合纳滤膜的制备及其在模拟RB5染料废水处理中的应用

以氯化聚氯乙烯（CPVC）超滤膜为基膜,采用单宁酸（TA）和哌嗪（PIP）在CPVC膜表面共沉积后与交联剂均苯三甲酰氯（TMC）进行界面聚合得到PA/TA/CPVC复合纳滤膜,采用扫描电镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）、红外光谱及接触角对PA/TA/CPVC复合纳滤膜进行了表征,并探讨了干燥时间、TA/PIP浓度比、TA+PIP总浓度、TMC浓度对PA/TA/CPVC复合纳滤膜微观结构与性能的影响。结果表明,TA/PIP浓度比最佳为7/3,TA/PIP层的最佳干燥时间为20min,PA/TA/CPVC复合纳滤膜的纯水通量随着TA+PIP总浓度的增加和TMC浓度的增加而减少,对PEG1000的截留率均在90%以上。PA/TA/CPVC复合纳滤膜纯水通量最大值为4.5L/(m² · h · bar),此时PEG1000的截留率达到95.8%。对模拟RB5染料废水的最大通量为4.3L/(m² · h · bar),此时RB5的截留率为95.4%,对模拟RB5染料废水的稳定性较好。     

聚砜超滤膜的表面改性技术研究

研究了PSF超滤膜的优化改性工况,考察了投加TiO_2、SDBS、APS含量和pH对PSF超滤膜改性的影响。结果表明,PSF超滤膜的优化改性工况,TiO_2、APS、SDBS的质量浓度分别为0.40、0.80、5 g/L,pH为2.0。改性膜与原膜相比,其接触角由65.23°降至50.21°,截留率由53.20%升至84.31%,通量衰减率由75.32%降至44.51%,纯水通量恢复率由40.37%升至64.53%。纯水通量由594.5 L/(m~2·h)降至501.4 L/(m~2·h)。膜的亲水性、截留率和抗污染性能等指标均有明显改善,而聚苯胺复合层的加入使得传输阻力增加而导致纯水通量略有降低。     

对纳滤膜分离净化湿法磷酸溶液影响因素的研究

选择NP010和NP030两种纳滤膜对含MgSO_4、Fe_2(SO_4)_3、Al_2(SO_4)_3的磷酸溶液进行分离净化试验,考察了盐含量、操作压力、料液温度等对纳滤膜分离性能的影响。结果表明:随盐含量的增大,纳滤膜的通量减小,其对盐的截留率亦下降;随操作压力的增大,纳滤膜的通量增大,截留率也随之增大,但在压力较高时,截留率增大趋势不明显;料液温度上升,纳滤膜的通量上升,截留率下降;在不同盐含量、操作压力、料液温度的条件下,两种纳滤膜对P_2O_5的截留率均在5%以内。     

Al_2O_3和SiC微滤膜的疏水改性及其油固分离性能研究

以正辛基三乙氧基硅烷和乙醇分别作为改性剂和溶剂,采用接枝聚合法对平均孔径为500 nm的Al_2O_3膜和SiC膜进行疏水改性,考察了改性剂浓度、改性液温度和改性时间对膜表面疏水效果的影响,并对比了疏水改性前后两种陶瓷膜的表面性质及疏水改性后的油固分离性能,进行了反冲实验和稳定性测试。结果表明,两种陶瓷膜材料在改性剂浓度为0.2 mol·L~(-1),改性液温度为40℃,改性时间为12 h时,疏水改性效果最好,得到的疏水Al_2O_3膜和SiC膜的水接触角分别为134°±1°和140°±1°,经改性后的SiC膜的疏水效果优于Al_2O_3膜。在油固分离实验中,疏水Al_2O_3膜和SiC膜均对固体炭黑有良好的截留性能,但疏水改性对SiC膜的油品通量提升更为显著,两种膜的稳态通量分别为1134 L·m~(-2)·h~(-1)和1408 L·m~(-2)·h~(-1)。反冲操作对疏水SiC膜的通量恢复更有利。     

聚酰胺非对称纳滤膜在印染废水深度处理中的应用

利用自制的聚酰胺非对称纳滤膜处理水溶性阴离子染料废水,并与NF270商品膜性能进行了比较研究。在0.7 MPa和25℃的条件下,所制纳滤膜对3种阴离子染料的截留率均大于95%。24 h染料连续脱盐运行条件下,膜的水通量保持在50 L.m-2·h-1,染料截留率96%以上,脱盐率稳定在5%以下,具有较好的选择分离性和耐污染性。2种纳滤膜的性能对比研究表明,所制PMIA非对称纳滤膜的染料截留能力和耐高温性优于NF270商品膜,但膜通量稍低。     

改性纳滤膜处理镧离子稀土废水

研究以石墨烯量子点（GQDs）作为水相添加剂加入到哌嗪（PIP）水溶液中与均三苯甲酰氯（TMC）发生界面聚合反应制备复合纳滤膜,并用该膜处理镧离子稀土废水。通过正交实验确定制备改性膜的最佳比例质量分数为1.5% PIP、0.2% TMC、0.003% GQDs。在 30 ℃、0.6 MPa 条件下,改性纳滤膜对镧离子稀土废水的综合处理效果最好,长时间运行后改性纳滤膜的通量和截留率分别保持在 27.73 L/（m²·h）和 97.31%。有望为今后纳滤膜处理稀土尾矿水提供方向。     

纳米TiO_2改性PVDF超滤膜的制备

采用溶液刮膜法制备了聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜,利用TiO_2溶胶对PVDF超滤膜进行了改性。通过扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、接触角测量仪、拉力测定仪等对改性前后PVDF超滤膜进行了形貌、结构、亲水性能以及力学性能测试。结果表明,PVDF超滤膜的最佳配方:w(PVDF)为16%,聚乙烯吡咯烷酮与N,N-二甲基乙酰胺质量分数分别为2%,82%。纳米TiO_2能均匀分散在PVDF超滤膜中,显著提升了超滤膜的各项性能,改性PVDF超滤膜中,w(TiO_2)最佳为2%,膜的纯水通量达226.5 L/(m~2·h),牛血清蛋白截留率保持在89.3%,膜的牛血清蛋白污染率由38.5%降至6.7%,膜与水接触角由69.4°降至45.2°。     

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。。     

低碳Al_2O_3-C耐火材料研究的新进展

介绍了近年来国内外低碳Al_2O_3-C耐火材料的研究现状。主要包括:碳源(纳米炭黑、纳米碳管、膨胀石墨、超细微晶石墨)的选用,防氧化剂(Al-Si复合粉、Al-Zn复合粉、硼化物)的优化,氧化物粉体的添加以及催化剂的改性等,均对低碳Al_2O_3-C耐火材料的性能改善起到一定的作用。     

基于MXene中间层的复合纳滤膜制备及其盐水分离性能研究

通过湿法化学刻蚀得到单层MXene纳米片后，采用旋涂法将MXene纳米片负载至基膜上作为中间层制备聚酰胺复合纳滤膜，并探讨了MXene不同负载浓度对复合纳滤膜通量及盐截留性能的影响。结果表明引入MXene作为中间层，使得圆泡状形貌在所得膜表面形成，当旋涂1 mL浓度为0.1 g/L MXene时，通量为24.2 L/(m²·h)，硫酸钠截留率为97.4%，相比传统膜(通量12.9 L/(m²·h)，硫酸钠截留率96.3%)性能提升明显。随着MXene旋涂负载浓度增加，通量逐渐减小，而硫酸钠截留率则存在先增加后减小再稳定的趋势，截留率最高可达98.8%(通量16.3 L/(m²·h))。     

一种新型荷电纳滤膜的制备及其在镁锂分离中的应用

以N,N-双(3-氨丙基)甲胺和均苯三甲酰氯为两相单体，通过调节水相添加剂及后处理PEI涂覆工艺制备了具有高性能的荷正电复合纳滤膜。在0.5 MPa,2 000 mg/L氯化镁进料液的条件下，该纳滤膜对氯化镁的截留率为98.6%，通量为63.5 L/(m²·h)。采用荷正电纳滤膜对模拟卤水进行测试，纳滤膜对Mg²⁺和Li⁺的截留率为93.8%和5.2%，渗透通量为52.3 L/(m²·h)，分离因子S_Mg,Li为0.065，表现出极佳的选择分离性。     

基于胺基改性纳米SiO2的有机-无机杂化纳滤膜制备与性能

以聚醚砜纳滤膜为基膜，采用胺基改性纳米SiO₂掺杂树状聚酰胺-胺(PAMAM)作为水相改性剂制备了一类有机-无机复合纳滤膜。通过条件优化实验确定较佳界面聚合条件为有机相单体w(均苯三甲酰氯)=0.5%、w(PAMAM)=0.3%、w(SiO₂)=0.3%、处理时间90 s、处理温度80℃。在该条件下，纳滤膜对无机盐的截留率为67.3%、通量为31.3 L/(m²·h),对模拟污水的分离性能优于采用未改性纳米SiO₂制备的有机-无机复合纳滤膜。制备的纳滤膜对4种模拟矿化污水的截留顺序为Na₂SO₄>KCl>CaCl₂>MgCl₂。     

一种新型高通量纳滤膜研究

以聚砜为底膜,以哌嗪和均苯三甲酰氯为反应单体,以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为油相添加剂,制备了高通量复合纳滤膜。制得的复合膜对Na2SO4的截留率为98.2%,通量为59.1 L/(m2.h),对PEG200的截留率为83.05%,通量为69.3 L/(m2.h),对NaCl的截留为38.9%,通量为70.3 L/(m2.h)。