界面缩聚法制备聚酰胺复合纳滤膜Ⅰ．复合纳滤膜的制图及其结构

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原结构与性能的影响。制得的复合纲滤膜在0．6MPa的操作压力下,对1g／L的PEG600、Na2SO4溶液截留率分别达90％和95％,通量为45L（m^2.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。     

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     

聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维复合纳滤膜的研究I.复合纳滤膜的制备

以自制的聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维基膜,采用界面缩聚法制备了PVDF中空纤维复合纳滤膜(PVDF-HFNF),研究了水相与油相浓度配比、溶质浓度、反应时间、添加剂浓度、反应温度等对PVDF复合膜性能的影响。同时,探讨了二次反应对PVDF-HFNF制备的影响,从而确定了适宜的PVDF-HFNF制备条件,在压力0.2 M Pa、22°C下,测得PVDF-HFNF对浓度为2 g/L的N a2SO4的截留率为97%,通量为31.7 L/(m2.h)。该膜的分离性能接近于商业纳滤膜。     

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.     

超支化聚酰胺纳滤膜的制备及对Pb(NO3)2的脱除实验研究

以端氨基超支化聚酰胺(HBP-NH2)为水相单体,对苯二甲酰氯为油相单体,聚丙烯腈超滤膜为基膜,采用界面聚合法制备超支化聚酰胺纳滤膜.FTIR-ATR及分离实验结果证实了聚酰胺分离层的存在.二胺类单体与多元酰氯反应一般得到荷负电特征的纳滤膜.在本实验中,由于水相单体为末端含有大量氨基的超支化聚酰胺,通过改变水相或油相单体的浓度可以方便地调节膜的荷电特征.适当增大HBP-NH2的浓度可使膜由荷负电的特征转化为荷正电的特征.当HBP-NH2浓度为1.2％,对苯二甲酰氯浓度为0.5％时,制备的NF4膜对NaC1,MgCl2,Na2SO4和MgSO4的脱除顺序为MgCl2＞MgSO4＞Na2SO4＞NaCl.该膜可成功地脱除水中的Pb(NO3)2.脱除率和溶液通量随着盐浓度的增大略有下降.当Pb(NO3)2浓度为1 000 mg/L,操作压力为0.8 MPa时,Pb(NO3)2的脱除率为83.2％,通量为32.5 L/(m2·h).升高压力,通量增大,但Pb(NO3)2的脱除率保持在84％左右.     

新型聚芳硫醚砜耐溶剂纳滤膜的制备与性能研究

通过浸没沉淀相转化法制备聚芳硫醚砜（PASS）纳滤膜,探讨了蒸发时间和凝固浴组成对膜性能的影响。通过正交试验得到制膜的最优条件为：铸膜液中PASS质量分数24%,蒸发时间120s,凝固浴为纯水。在此条件下制得PASS纳滤膜在0.5MPa、25℃下纯水通量为31.51L/(h·m²),对固绿（M_w=808）的截留率为98.71%。对最优条件下制得PASS纳滤膜进行耐溶剂性能分析的结果表明,在甲醇、正己烷、乙酸乙酯和丙酮中分别浸泡后,PASS纳滤膜在截留率提高的情况下膜的纯水通量没有损失;经30%双氧水和冰醋酸体积比为1/40的混合溶液处理后,PASS纳滤膜在浓硫酸和四氢呋喃中具有良好的稳定性能。     

纳滤膜提纯2,3-二羧酸吡嗪的研究

以氯化钾和硫酸钠溶液为原料，测定了纳滤膜的性能，结果表明：在相同浓度下，纳滤膜对二价SO4^2-离子的截留率大于一价离子；随着SO4^2-和Cl^-浓度的上升，纳滤膜的截留率下降；随压力的增加，膜通量下降。以2，3-二羧酸吡嗪为原料进行分离处理，结果证明，纳滤膜在脱Cl^-离子方面有效果，实验中2，3-二羧酸吡嗪对膜有污染，但污染不严重，可采用水洗法进行处理。     

柴油脱酸溶剂回收用聚酰亚胺纳滤膜的制备和分离性能

针对醇氨法脱除柴油中环烷酸技术存在的溶剂回收过程能耗大的问题,制备出聚酰亚胺纳滤膜以分离环烷酸和溶剂,考察了铸膜液表观黏度、铸膜液挥发时间、凝固浴组成等膜制备工艺对膜通量和截留率的影响,同时考察了抽提液中环烷酸盐质量分数和操作压力等使用条件对膜分离性能的影响规律.结果表明:所得纳滤膜的通量超过17 L·m-2·h-1,截留率超过50%;使用黏度为310 mPa·s的铸膜液、在60 s铸膜液挥发时间、使用纯乙醇为凝固浴可得到综合性能最佳的纳滤膜;提高抽提液中环烷酸盐质量分数,膜通量下降,但对截留率基本无影响;升高操作压力,膜通量和截留率均增大.     

2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖/聚砜复合纳滤膜的制备

以2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖(HACC)为活性功能层,聚砜超滤膜为支撑层,以六亚甲基二异氰酸酯(HDI)为交联剂,制备了一种荷正电复合纳滤膜.探讨了HACC浓度、HDI浓度、交联温度等制备条件对膜性能的影响.通过电镜扫描对膜的结构进行了表征,显示了该膜的复合结构.复合膜的截留相对分子质量为500左右,膜孔径约为0.71 nm.并且,对膜的性能进行了测试,探索了操作压力、料液浓度、料液类型等操作条件对膜性能的影响.其中,在20℃,复合膜的纯水渗透系数为13.6 L/(h.m2.MPa);对不同无机盐的截留顺序为:MgCl2>NaCl>KCl>MgSO4>Na2SO4>K2SO4,呈现荷正电纳滤膜的特征.     

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%。     

纳滤纯化低聚壳聚糖制备液的膜污染

为了实现纳滤纯化低聚壳聚糖制备液技术的工业化,对纳滤过程中膜污染的形成进行研究,分析了电解质浓度对纳滤膜吸附层污染的影响和纳滤运行中的能量分布情况以及吸附层对电解质截留率的影响。结果发现,膜面吸附层污染与浓差极化存在复杂的交互影响。运行初期传质过程主要受浓差极化控制,低聚壳聚糖在膜面吸附形成的浓流层使浓差极化进一步加剧;随着低聚壳聚糖在膜面累积数量的增大,传质过程逐渐转变为吸附层结构和浓差极化共同控制。膜面吸附层的形成分为浓流层和致密层两个阶段,其中致密层是造成纳滤膜脱盐和操作性能恶化的主要原因,在操作过程中应及时控制和减缓该层的形成。     

纳滤膜分离技术最新研究进展

综述了纳滤膜的特点,包括纳米级孔径,膜体带有电性基团,操作压力低,对二价和高价离子的截留率极高.介绍了纳滤膜在水处理中的应用,以及出现的膜污染问题.     

一种求得纳滤膜截留分子量的方法

利用回归方法,建立表征纳滤膜分离性能常用的有机分子的Stokes半径(rs)与分子量(Ms)之间定量关系方程.根据提出的纳滤膜截留分子量(Mp)所对应的分子Stokes半径与膜的等效细孔半径(rp)相等的假设,得到Mp与rp之间的关系方程,即只要知道纳滤膜细孔半径就能求得Mp.通过NF270纳滤膜对葡萄糖和蔗糖的透过实验,采用细孔模型(SHP模型)和S-K模型对NF270纳滤膜的rp进行了估算,进而计算出NF270膜的截留分子量为540左右,与供应商提供的截留分子量基本相符.利用文献数据计算了几种纳滤膜的Mp,与文献报道的结果基本一致.因此,为膜截留分子量的估算提供了一种更加方便、实用的新方法.     

纳滤法去除模拟矿山废水中金属离子的研究

采用Toray公司生产的UTC-60低压纳滤膜处理模拟矿山废水,主要考察了压力、温度、流量、pH等参数对UTC-60膜通量和金属离子截留率的影响。结果表明：压力升高,膜通量增大,金属离子截留率先升后降;温度升高,膜通量增大,金属离子截留率先降后升;膜通量和金属离子截留率随流量增大均略有增大;pH对膜通量无明显影响,金属离子截留率随pH的升高先升高,到达等电点附近（pH=5）降至最低,随后由于部分金属离子结合OH^-形成可溶性氢氧化物导致截留率升高。     

聚芳硫醚砜纳滤膜的制备及耐溶剂特性表征

以聚芳硫醚砜（PASS）为材料,采用浸没沉淀相转化法制备出平板纳滤膜,研究了制膜过程中工艺参数如聚合物浓度等对膜结构与分离性能的影响,确定最佳制膜条件为：聚合物质量分数22%,刮膜温度80℃,滞空时间0s,凝固浴为纯水。在0.5MPa压力下,最佳条件下制备膜的纯水通量为50.0L/(m ²·h),质量分数为0.01%的刚果红水溶液通量为47.6L/(m ²·h),对刚果红截留率为96.0%。耐溶剂实验结果表明,有机溶剂包括甲苯、二乙醚、甲醇、乙酸乙酯、正己烷和酸碱处理（pH=0～14）对PASS膜通量有较大影响,而对截留率影响不明显,显示出膜具有良好的耐溶剂特性。     

高浓度单糖溶液纳滤分离工艺研究

以葡萄糖溶液为主要原料,用商业卷式纳滤膜研究高浓度单糖溶液纳滤分离过程中料液浓度、操作压力、操作温度3个主要因素对膜分离的影响.在较低浓度下,渗透流率受操作压力影响较大,表现截留率受操作压力影响较小;面在较高浓度下,结果刚好相反.随着温度的升高,压力增大可以加快渗透流率的增加速率,降低表观截留率的下降速率:浓度增大将降低渗透流率的增加速率,将加快表观截留率的降低速率.本研究可为工业生产中综合选择工艺条件以提高处理效率并减少原料损失提供指导.     

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。     

纳滤/反渗透膜去除水中四环素的性能

基于动态与静态试验方法对芳香聚酰胺纳滤膜(NF)与反渗透(RO)膜去除饮用水中四环素物质(TC)进行了研究.试验结果表明,NF膜和RO膜对水中TC具有吸附作用;NF膜和RO膜对TC的吸附质量分数分别为35%和40%,且与水中TC的质量浓度成正比,平衡吸附率与初始质量浓度无明显关系;TC在NF膜和RO膜表面的静态吸附特性均遵循Freundlich吸附等温线.通过膜表面的红外光谱图和扫描电子显微镜图发现,NF膜和RO膜对TC的吸附作用较为显著,膜表面存在多种吸附位点,膜孔吸附造成膜的不可逆膜污染.     

复合有序壳聚糖膜对Na+,Cu2+渗透性能的研究

以壳聚糖微球为原料,硝化棉-醋酸纤维素微孔滤膜为支撑体,制得强度较高的复合有序壳聚糖膜.研究了该膜与普通壳聚糖交联膜对Cu2+,Na+2种金属离子的渗透行为.发现Na+在复合有序壳聚糖膜中的透过率明显大于Cu2+,即该膜可选择性地让Na+离子透过而截留大部分Cu2+离子.     

复合Li2SO4质子传导膜的性能

制备了以Li2SO4为基体的复合质子传导膜。采用电化学阻抗波谱分析法（EIS）研究了掺杂不同组分如Li2WO4、Na2SO4和Al2O3、以及掺杂不同的比例时制备不同厚度的复合质子传导膜的离子（电）传导率。在Li2SO4中掺杂适宜比例的Li2WO4或Na2SO4可提高膜的离子传导率,掺杂Li2WO4比掺杂Na2SO4制备的复合膜具有更高的离子传导率和较佳的性能。虽然掺杂Al2O3会稍微降低膜的质子传导率,但确可以提高膜的机械性能。膜的厚度减少,其离子传导率增加,但膜太薄,气体容易从膜一侧渗透到另一侧（crossover）。采用扫描电镜(SEM)对复合膜进行了表征,掺杂Li2WO4制备的复合膜结构较致密和紧凑、性能较好。实验结果表明,适宜的膜厚为0.8mm,由Li2SO4、Li2WO4和Al2O3制备的复合膜适宜的组成为75wt％(90mol%Li2SO4+10mol%Li2WO4）＋25wt%Al2O3,其离子传导率在600、650、700和750℃时高达0.16、0.38、0.46和0.52Scm1。研究了以H2S为燃料、复合Mo-Ni-S为阳极、复合Li2SO4为质子传导膜、复合NiO为阴极、空气作为氧化剂的单电池的电化学性能,Li2SO4+Li2WO4＋Al2O3复合膜的电池性能较优。