一种求得纳滤膜荷电密度的快速方法

基于荷电纳滤膜中同离子浓度显著低于反离子浓度的特点,将Donnan-Steric Pore Model(DSPM)模型中的荷电密度近似表达为膜中反离子浓度与其化合价乘积,进而将其用于DSPM模型的简化,并通过与Spiegler-Kedem方程关联建立了纳滤膜荷电密度的计算方程.采用荷负电的NF270纳滤膜,实验研究了膜对NaCl溶液的截留特性,利用建立的荷电密度计算方程求得了NF270膜在NaCl浓度分别为2,8,21,50mol/m3时的荷电密度,并建立了该膜荷电密度与NaCl浓度间的关系式.将求得的荷电密度应用于DSPM模型,理论计算了膜对NaCl的截留性能,计算结果与实验结果相一致,表明所建立的荷电密度计算方程可作为一种求取纳滤膜荷电密度的快速方法.     

氧化石墨烯的制备及其负载纳滤膜性能

纳滤膜在污水处理和海水淡化等方面具有独特的优势,因而一直是膜研究领域的热点。氧化石墨烯(GO)因自身特殊的分子层结构及表面电荷性质,可应用于复合纳滤膜的制备中。采用改进Hummers法制备得到氧化程度较高的GO,再通过压力辅助自组装法制得氧化石墨烯-聚偏氟乙烯(GO-PVDF)复合纳滤膜。通过对NaCl和Na_2SO_4进行脱除测试,研究负载量、盐溶液质量浓度等因素对GO-PVDF复合纳滤膜截留率和渗透通量的影响。实验结果表明,增大GO负载量有助于获得较好的脱盐效果。在相同条件下,GO-PVDF复合纳滤膜对Na_2SO_4的截留率高于对NaCl的截留率,且对低浓度盐溶液的脱除率更高。纳滤膜长周期稳定性测试表明,GO-PVDF复合纳滤膜的渗透通量和截留率基本保持稳定,经过12h后其对NaCl和Na_2SO_4的截留率分别可达58.9%和76.6%。     

CaCl2对葡萄糖纳滤截留率的影响

采用Desal-DK纳滤膜进行中性有机物、CaCl2、葡萄糖/CaCl2混合体系的水溶液纳滤实验与数学模型表征研究。结果表明:CaCl2截留率随本体溶液浓度增大而减小,葡萄糖/CaCl2混合体系中葡萄糖截留率随CaCl2浓度增大而减小。采用道南-立体细孔模型描述CaCl2的截留率变化趋势与实验值吻合良好。实验拟合所得等效孔径、等效膜厚与等效荷电密度随CaCl2浓度增大而增大,表明本体溶液中的CaCl2促使膜孔膨胀。     

基于逻辑斯谛方程对纳滤膜污染预测的建模分析

为了解决目前应用较广泛的膜种纳滤膜的膜污染极大地限制了纳滤膜工艺发展的问题,从而在错流过滤条件下更好地预测纳滤膜污染的过程,对减缓纳滤膜污染进行指导,基于逻辑斯谛方程,对纳滤膜通量衰减曲线进行拟合,建立逻辑斯谛纳滤膜污染预测模型;利用所建立模型对不同型号纳滤膜的膜通量衰减曲线进行拟合,考察污染物种类、纳滤膜型号、跨膜压差、错流速率、水力条件等关键因素对纳滤膜通量衰减速率的影响。结果表明：所建立模型通过了显著性检验,实验数据与所建立模型拟合数据的拟合度较高,决定系数R²大于0.95;纳滤膜通量衰减速率越小,则过滤稳定后的纳滤膜通量累积衰减率越大,进而通过调整运行条件和原水质条件等因素,达到调整纳滤膜通量衰减速率,减少纳滤膜污染的目的。     

多通道陶瓷纳滤膜截留性能的表征方法

为得到准确的方法来表征多通道陶瓷纳滤膜,以溶质截留法研究多通道陶瓷纳滤膜的截留性能,考察不同相对分子质量的聚乙二醇(PEG)配比、过滤过程中跨膜压差及膜面流速对测定膜的截留相对分子质量准确性的影响。结果表明:选用相对分子质量分别为200、600、1 500、4 000及10 000的PEG配制成总质量浓度为3 g/L的溶液作为表征陶瓷纳滤膜的基准物,采用跨膜压差为0.2 MPa,膜面流速为2 m/s可合理有效地表征陶瓷纳滤膜。     

纳滤膜的电解质截留率及其带电特性

根据浓差极化模型和非平衡热力学模型,对4种纳滤膜(NF-40膜、NTR7450膜、Desal-5膜和G-20膜)在不同浓度(10 ～ 500 mol/m3)的电解质(NaCl)溶液体系的透过实验数据进行回归计算,求得膜的反射系数和溶质透过系数.根据Teorell-Meyer-Sievers模型从膜的反射系数估算这些纳滤膜的有效电荷密度并对其进行了电解质浓度的经验关联.结果讨论同时证明了Teorell-Meyer-Sievers模型适用于纳滤膜的带电特性评价.     

无机盐和有机物对纳滤膜除砷效率的研究

采用纳滤膜(NF90,NF270,HL)低压错流过滤含砷水,研究一价、二价无机离子和溶解性天然有机物(dissolved organic matter,DOM)对纳滤膜去除水中五价砷(As(Ⅴ))的影响.研究结果表明,原水中无机盐使纳滤膜通量下降,且无机盐浓度增加,通量下降量增大.无机离子的存在导致纳滤膜除砷效率降低,但随着无机离子浓度的增加,砷的去除效率呈现出升高的趋势.天然有机物对纳滤膜除砷效率也有很大的影响,有机物能与砷缔合,且有机物在膜表面形成的凝聚层直接影响纳滤膜对砷的去除效果.     

界面缩聚法制备聚酰胺复合纳滤膜——I.复合纳滤膜的制备及其结构

利用界面缩聚法制备聚酰胺复合纳滤膜 ,并系统地研究了单体浓度、单体种类、酸吸收剂浓度、乳化剂及基膜等因素对纳滤膜的结构与性能的影响。制得的复合纳滤膜在 0 .6MPa的操作压力下 ,对 1 g/L的 PEG60 0、Na2 SO4 溶液截留率分别达到 90 %和 95 % ,通量为 45 L /( m2 · h) ,同时结合接触角测定仪和原子力显微镜对纳滤膜表面的测定结果 ,讨论了纳滤膜的结构     

聚酰胺复合纳滤膜对苦咸水的处理效能研究

为了利用我国西北地区的苦咸水资源,满足日益增长的饮用水需求,利用自行制备的典型聚酰胺复合纳滤膜处理西北某地经过混凝+沉淀+石英砂过滤预处理的苦咸水,研究该纳滤过程的处理效能.结果表明,该纳滤膜能有效截留原水中各类无机离子和溶剂性有机物,保证出水满足《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)对相关指标的要求;综合考虑膜污染速率和溶质截留情况,认为选用0. 5 MPa的跨膜压差是较为合适的;纳滤膜处理该苦咸水时的膜污染为天然有机物的有机污染和无机盐沉淀的无机污染的共同作用.     

哌嗪嵌入改性聚酰胺复合纳滤膜的研制

选择聚醚酰亚胺(PEI)超滤膜作为支撑层,选择乙二胺(EDA)为交联剂和均苯三甲酰氯(TMC)反应制备出聚酰胺复合纳滤膜;选择哌嗪(PIP)等二元胺对该聚酰胺复合纳滤膜进行表面改性,比较了不同结构二元胺分子对膜纯水通量的影响,考察了PIP和TMC浓度对膜性能的影响.通过XPS对膜表面化学结构进行表征,证明PIP与TMC反应生成了聚酰胺.通过扫描电镜和原子力显微镜考察了膜的形貌结构,结果表明PIP对聚酰胺复合膜的改性并未影响支撑层的结构,同时降低了膜表面粗糙度.改性后的复合纳滤膜对10,g/L的葡萄糖(相对分子质量180)水溶液的通量和截留率分别为38.3,L/(m~2·h)和96.0%.对不同无机盐的截留顺序为:MgSO~4(97.4%)Na_2SO~4(97.3%)MgCl_2(73.9%,)NaCl(52.4%,),显示荷负电纳滤膜的特性.对海藻酸钠(SA)与牛血清蛋白(BSA)的通量回复率均在85%,以上,显示了其良好的耐污染能力.     

PSA UF膜选择透过性研究（Ⅱ）膜结构与性能

研究了聚砜酰胺分子量及其分布对铸膜液和膜结构与性能的影响。发现,分子量过小主要影响膜的完整性。在不影响膜完整性的前提下,则膜的孔径随分子量减小而减小,而窄的分子量分布则总是导致膜透水率与截留率的同时提高。     

超滤和纳滤集成膜技术纯化蒸汽爆破秸秆木 聚糖酶酶解液

为掌握蒸汽爆破秸秆木聚糖酶酶解液的超滤脱色和纳滤浓缩的集成膜技术,研究了两支不同截留相对分子质量的超滤膜脱除色素的工艺,测定了膜通量数据并取样检测色值和还原糖含量,得到脱色率和还原糖回收率,优选一支超滤膜用于脱色;采用截留相对分子质量为150的纳滤膜浓缩超滤工艺的透过液,提高糖液浓度.集成膜工艺的脱色率达到63.6%(对原料液的色值),总还原糖回收率达到92.1%(对原料液的还原糖),说明超滤和纳滤集成膜技术可以脱除蒸汽爆破秸秆木聚糖酶酶解液内的色素,提高糖液的浓度,并且膜通量较高.     

小截留分子量PVDF超滤膜的制备研究

以聚偏氟乙烯粉、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺和添加剂为原料 ,用相转化法制备出对维生素B12 注射液的截留率超过 90 %的超滤膜 ,研究了制膜液组成和其他制膜工艺条件对超滤膜的水通量、截留率和平均孔径的影响 .     

聚合物不可入孔隙体积影响因素研究

采用双段塞法分析了部分水解聚丙烯酰胺 (HPAM)的相对分子质量、岩心孔隙分布、温度及矿化度对聚合物的不可入孔隙体积 (VIP)的影响规律。分析结果表明 ,VIP随HPAM的相对分子质量的增大而增大 ;VIP随着岩心平均孔隙半径增大、温度升高、矿化度增加而减小。在不断变化的地层条件下 ,HPAM的VIP可能出现高值的现象 ,这将严重影响聚合物驱的波及系数 ,从而使聚合物驱的原油采收率降低。     

Charge- and size-based separation of macromolecules using ultrathin silicon membranes

Commercial ultrafiltration and dialysis membranes have broad pore size distributions and are over 1,000 times thicker than the molecules they are designed to separate, leading to poor size cut-off properties, filtrate loss within the membranes, and low transport rates. Nanofabricated membranes have great potential in molecular separation applications by offering more precise structural control, yet transport is also limited by micrometre-scale thicknesses. This limitation can be addressed by a new class of ultrathin nanostructured membranes where the membrane is roughly as thick (approximately 10 nm) as the molecules being separated, but membrane fragility and complex fabrication have prevented the use of ultrathin membranes for molecular separations. Here we report the development of an ultrathin porous nanocrystalline silicon (pnc-Si) membrane using straightforward silicon fabrication techniques that provide control over average pore sizes from approximately 5 nm to 25 nm. Our pnc-Si membranes can retain proteins while permitting the transport of small molecules at rates an order of magnitude faster than existing materials, separate differently sized proteins under physiological conditions, and separate similarly sized molecules carrying different charges. Despite being only 15 nm thick, pnc-Si membranes that are free-standing over 40,000 microm2 can support a full atmosphere of differential pressure without plastic deformation or fracture. By providing efficient, low-loss macromolecule separations, pnc-Si membranes are expected to enable a variety of new devices, including membrane-based chromatography systems and both analytical and preparative microfluidic systems that require highly efficient separations.     

络合剂FeCl_2对制备低截留分子量聚砜超滤膜的影响

以聚砜(PSF)为膜材料,水为凝胶剂,采用浸没沉淀相转化法制备PSF超滤膜,在制膜过程中添加亲水性聚合物聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)和络合剂FeCl_2,改变PSF膜的亲水性,并对其性能进行表征。通过对PSF膜的共混改性制备低分子截留超滤膜。分析了铸膜液温度、凝胶浴温度及支撑层对PSF膜性能的影响,通过控制实验条件,制备出截留分子量为2000~10000的超滤膜。     

纳米级分离技术研究--中空纤维分离膜的制备和应用

研究了中空纤维膜分离技术和纺丝制膜原液的配制原理,尤其是复合中空纤维膜纺丝制膜技术,结果表明,通过复合技术可以得到高分离功能、高透过通量、高抗污染性、高许能可迅速恢复,说明本文提出的内凶双洗方法清洗效果显著。     

大豆乳清超滤中膜通量衰减的模拟研究

根据膜通量衰减的过程曲线,把超滤膜通量的衰减过程分为2个阶段,分别对应于快速衰减期、缓慢衰减期,建立了膜通量J随处理时间t变化的半经验模型,采用该半经验模型,很好地拟合了大豆乳清液超滤过程中膜通量衰减的过程,分析了超滤膜材料、膜截留分子质量(MWCO)以及切向于膜面的水流速度等条件下膜通量衰减的影响因素,结果表明对每一个通量衰减阶段,造成膜通量衰减的原因均不是某一种因素的单独作用,阶段1内膜通量衰减的原因不仅仅是吸附污染,还涉及浓差极化和膜孔堵塞作用,阶段2内膜通量衰减的原因受膜材料、膜MWCO和进水流速等多种因素的影响而各不相同.     

小截留分子量共混超滤膜的研究(Ⅲ)--PVDF与PVAc共混超滤膜的后处理及化学稳定性比较

以聚偏氟乙烯 (PVDF)和聚醋酸乙烯酯 (PVAc)共混 ,采用相转化法制备亲水性小截留分子量共混超滤膜 .对PVDF和PVAc共混前后超滤膜化学稳定性进行比较 .结果表明 ,共混超滤膜具有良好的化学稳定性 .在相同截留率的前提下 ,用弱溶剂后处理 ,共混超滤膜的水通量得到较大程度的提高 .