正渗透工艺用于微藻生物燃料脱水的研究进展

微藻作为第三代生物能源,在应对传统能源危机方面具有十分巨大的发展潜力。由于微藻脱水能耗巨大,导致后续的微藻生物燃料制备难以实现大规模商业化生产.针对此瓶颈问题,研究人员尝试采用正渗透工艺进行微藻脱水.基于近年来正渗透技术应用于微藻脱水的研究现状,综述了膜污染成因与控制、膜材料开发与膜结构优化、工艺节能增效等方面的研究进展,着重总结了在藻种、正渗透膜以及汲取液等明显影响微藻脱水性能因素方面的研究成果,并指出了未来采用正渗透技术进行微藻脱水的发展趋势.     

界面聚合正渗透膜结构参数的调控

<正>渗透过程是以渗透压差为驱动力的膜过程.其中膜的结构参数是决定膜的传质阻力和水通量的关键因素.本文系统介绍了本课题组在调控界面聚合正渗透膜材料结构参数方面的研究进展.利用共混亲水高分子材料调节基膜的亲水性,利用双层刮膜技术调节基膜的孔结构.结果表明利用亲水基膜和具有贯通孔结构的基膜获得FO膜具有更低的膜结构参数,其正渗透性能也更高.     

垫片法对正渗透过程中浓差极化的改善研究

在不增加能耗的前提下提出了一种简易的垫片法改善正渗透过程中出现的浓差极化现象.利用这种方法,在正渗透膜活性层朝向原料液的膜取向下,发现垫片安置在汲取液廊道贴紧膜的位置可以最好地减缓稀释内浓差极化,进而显著的提升正渗透的运行效果;此时,以0.5 mol/L的NaCl为原料液,而分别以1、2、4 mol/L的NaC1为汲取液进行批式实验,与未安置垫片的方式相比,水通量分别有2.94％,9.0％和12.5％的提升幅度;另外,还发现当将垫片放置在原料液廊道(远离膜)和汲取液廊道(贴紧膜)时,可以起到同时减缓浓缩外浓差极化(CECP)和稀释内浓差极化(DICP)的效果.     

正渗透膜材料与驱动体系的研究

报道课题组在正渗透膜材料及高效易回收驱动液方面的研究进展.在膜材料方面,我们研究了准双皮层的三乙酸纤维素正渗透膜,得到的膜性能优于商业化HTI正渗透膜.在驱动溶质方面,研究了以乙二胺四乙酸和树枝状聚合物以及具有响应性能的纳米材料为代表的大尺寸驱动体系,验证了大分子驱动溶质可以有效降低内浓差极化.研究结果表明,膜与驱动液在正渗透研究中都非常重要.     

聚丙烯腈纳米纤维正渗透支撑层的表面改性研究

采用静电纺丝法制备聚丙烯腈(PAN)纳米纤维膜,对其进行表面亲水改性,制备出内部疏水、表面亲水的正渗透膜,解决了亲水性纤维在水中高度膨胀导致正渗透膜机械性能大幅下降的问题,考察了水解时间对PAN纳米纤维膜亲水性以及机械性能的影响。研究表明,水解时间为30min时,纳米纤维膜表面基本完全水解,具有较好的表面亲水性能,且内部结构未被破环,保留了原有的机械性能。用PAN纳米纤维膜作为支撑层制备的正渗透膜具有良好的通量和较低的结构系数,且在水中不易膨胀、机械性能良好。     

正渗透技术在水处理和能源开发中的研究进展

<正>渗透技术是采用选择性渗透膜两侧渗透压差作为驱动力的一种膜分离过程.由于具有低能耗、低膜污染、高回收率等优势,正渗透技术近年得到了广泛的关注.介绍了正渗透技术的过程及特征,对正渗透技术的海水淡化、污水处理和能源开发方面进行了综述,在此基础上,对正渗透技术面临的挑战进行分析.今后,正渗透的膜制备方面应当注重解决由膜引起的内浓差极化、汲取液反向渗透等问题;汲取液配制和选择应关注能减小内浓差极化的汲取液.     

正渗透技术的应用进展

<正>渗透技术作为一种新兴的膜技术以其低能耗、耐污染的特点在国际上受到越来越多的关注,并且在海水淡化、绿色能源、航空航天、食品浓缩等多个行业得到了迅速发展。综述了正渗透技术在脱盐、浓缩和能源3个不同方面的应用进展,以及国内近几年在正渗透领域所取得的一些研究进展,并展望了该领域未来的发展前景。     

椭圆中空纤维膜渗透汽化的传质强化数值模拟

本文建立了一个三维中空纤维膜渗透汽化传质模型,研究了膜管截面形状对渗透汽化过程传质的影响.该模型与经典理论Leveque传质关联式具有良好的一致性,且在同样的操作条件下,该模型与椭圆中空纤维膜接触器有一致的传质强化效果.相比传统圆形截面中空纤维膜,椭圆形截面能显著降低边界层传质阻力.在膜阻力远小于边界层阻力的情况下,椭...     

膜过程中防治膜污染强化渗透通量技术进展：（Ⅱ）膜组件及膜系统 …

通过膜组件和膜系统的结构设计减轻浓差极化和膜污染的方法，如设置流道内构件、旋转滤器、弯曲流道等进行了介绍和评述。     

正渗透的机理

正渗透技术是一种新兴的利用渗透原理的膜分离技术,能自发进行,无需外加压力即可实现,为水资源和环境问题提供了低能耗、高效率的解决途径.近年来正渗透技术在国际上得到了广泛的重视,相关的研究正快速发展.文章详细总结了正渗透机理方面的研究进展,深入分析了正渗透的整个动力学过程,为正渗透膜的设计和制备与驱动溶质的选择和开发提供了理论基础.     

纳米材料改进传统正渗透膜性能的研究进展

<正>渗透膜是正渗透技术的核心,改进正渗透膜材料性能是正渗透技术发展的必要环节。回顾了正渗透膜的研发历程,总结了传统正渗透膜在结构和性能上的局限性。整理、分析了添加纳米材料对醋酸纤维素正渗透膜、TFC正渗透膜(包括支撑层和分离层)结构和性能的改进效果,重点分析了纳米材料内部和外部"纳米通道"作用对正渗透膜渗透性能的影响,指出纳米材料微观尺寸、结构、取向性以及分散性是影响膜性能的重要因素。最后展望了纳米复合正渗透膜的研发前景和发展方向,为开发新品种正渗透膜提供了参考。     

正渗透结合真空膜蒸馏技术处理页岩气废水研究进展

介绍本课题组利用正渗透技术处理页岩气废水的研究进展,对正渗透膜材料的制备、驱动液的选择和回收等关键问题进行阐述.分别利用界面聚合法和浸入沉淀相分离法制备正渗透膜材料用于页岩气废水处理,并与商业的HTI膜进行比较.结果显示:界面聚合膜具有更高的通量和盐截留率.页岩气废水经絮凝沉淀和超滤等前处理后,通过FO-VMD集成技术得到可饮用的纯净水,同时对驱动液进行回收并循环利用,实现零排放.     

正渗透过程参数对渗透性能的影响

正渗透是新的非热能驱动膜过程。采用界面聚合的方法制备了中空纤维复合膜。以Na2SO4、MgSO4、NaCl和Mg-Cl2水溶液作为驱动液进行了正渗透实验。实验表明,正渗透通量随着驱动液浓度的增加而增加,其中Na2SO4、MgCl2水溶液的渗透通量大于MgSO4、NaCl水溶液的。驱动液中无机盐向原水中扩散的渗透速率随无机盐浓度的增加而增加,且MgCl2>NaCl>Na2SO4>MgSO4。原水流速对正渗透通量的影响极小,而驱动液流速对正渗透通量的影响较大。     

醋酸纤维素正渗透膜的制备及其性能研究

以醋酸纤维素(CA)作为成膜材料,以聚酯筛网作为支撑材料,利用相转化法制备正渗透膜,考察了正渗透膜制备过程中的影响因素,包括铸膜液中聚合物浓度以及制膜过程中环境湿度、凝胶浴温度及热处理温度对正渗透膜性能(水通量和截盐率)的影响规律。并利用SEM表征了膜表面和断面的形貌。结果表明,在原料液为0.1mol/L NaCl,汲取液为4mol/L葡萄糖,原料液面向分离层,室温的测试条件下,当聚合物浓度为10.4%、在60℃下热处理、凝胶浴温度为15℃、环境湿度为90%时所制备的正渗透膜通量为9.7～10.3L/(m2.h),截盐率在93%以上。     

高性能醋酸纤维素正渗透膜的制备

以醋酸纤维素(CA)为正渗透膜成膜材料,以亲水性聚醚砜膜作为支撑材料,利用相转化法制备正渗透膜,考察了正渗透膜制备过程中的影响因素,包括铸膜液中聚合物的浓度、热处理温度、热处理时间及涂膜次数对正渗透膜性能(膜通量和截盐率)的影响。结果表明,当聚合物质量分数为3.57%,热处理温度为60℃,热处理时间为20min,涂膜次数为1次时,所制备的正渗透膜的膜通量为14.8L/(m2·h),截盐率在99.97%以上。     

正渗透膜分离关键技术及其应用进展

<正>渗透是一种新型的膜分离技术,具有能耗低、膜污染小及回收率高等优点,近年来在国际上得到了广泛的关注.本文介绍正渗透膜分离技术的基本原理;综述正渗透膜分离关键技术驱动液与膜材料的最新进展;简述正渗透膜分离技术的最新应用;展望正渗透膜分离技术的重点研究方向.     

膜过程中防治膜污染强化渗透通量技术进展(Ⅱ)膜组件及膜系统的结构设计

通过膜组件和膜系统的结构设计减轻浓差极化和膜污染的方法，如设置流道内构件、旋转滤器、弯曲流道等进行了介绍和评述