聚四氟乙烯微孔膜/双组分熔喷材料复合空气滤材的制备与过滤性能

以聚四氟乙烯(PTFE)微孔膜作为过滤层,聚酯/聚丙烯(PET/PP)双组分熔喷材料作为支撑层,通过非织造热轧技术制备一种空气过滤器用PTFE微孔膜/(PET/PP)双组分熔喷材料复合滤材。讨论了复合滤材的制备工艺,并研究了过滤层(PTFE微孔膜)、支撑层(熔喷材料)和热轧工艺对复合滤材过滤性能的影响。结果表明:制备的复合滤材具有优良的过滤性能,随着双组分熔喷材料中聚丙烯(PP)纤维体积分数的增加,复合滤材的过滤阻力上升;复合滤材的过滤性能主要由PTFE微孔膜提供;热轧工艺对复合滤材的结构和过滤性能都有影响;当PET/PP双组分熔喷材料中PET纤维与PP纤维体积比为30/70、热辊温度为150℃、线速度为8 m/min、辊间压力为180N/cm2时,复合滤材的滤效达到99.95%,滤阻为350Pa。     

交联聚合物溶液封堵性能影响因素分析

采用核微孔滤膜过滤法研究了部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)浓度、相对分子质量以及HPAM与交联剂柠檬酸铝(AlCit)的交联比(HPAM与Al的质量比)对交联聚合物溶液(LPS)封堵性能的影响.试验结果表明,随着HPAM浓度和相对分子质量的增加,HPAM与AlCit反应形成的LPS通过1.2 μm核孔膜的过滤时间延长,对核孔膜的封堵程度增大.但是,相对分子质量为1.57×107的HPAM形成的LPS通过核孔膜时易发生剪切,达到封堵平衡时对核孔膜的封堵程度低于7.70×106的HPAM形成的LPS.对LPS来说存在一个最佳交联比值,在此交联比值时LPS对核孔膜的封堵程度最高.同时,从机理上阐述了产生这些结果的原因.     

以TiO2纤维制备陶瓷微滤膜的研究——制膜液pH对膜孔径的影响

以陶瓷纤维堆积构成的多孔膜材料,可以克服传统过滤材料过滤阻力大的缺点.在使用浸浆法以TiO2陶瓷纤维为原料制备陶瓷微滤膜的过程中,通过调节制膜液的pH,制备孔径在1.3～2.2 μm之间的系列微滤膜.采用气体泡压、渗透性能、环境扫描电镜、zeta电位分析等手段对膜的微结构及性能进行表征,分析pH对zeta电位的影响.结果表明:含TiO2纤维的制膜液等电点位于pH=4.1附近;随着pH的增加,TiO2纤维之间的相互排斥力越大,排列也越松散,膜层孔径变大;膜的N2与纯水通量与孔径有着良好的对应关系.     

卵清蛋白的膜污染及次级膜效应

为了研究蛋白对有机微滤膜(孔径0.16~0.36μm)的污染过程,以卵清蛋白为研究对象,在不同操作压力以及添加葡聚糖的情况下对卵清蛋白溶液进行过滤分离.结果表明:有机微滤膜对1 g/L的卵清蛋白的截留率可达到60%以上,对于其中添加的葡聚糖(截留相对分子质量Mw=70 000)也有一定的截留率,蛋白污染层形成过程受到操作压力的影响,并且具有明显的次级膜截留特性.     

PVA-co-PE纳米纤维过滤膜的制备及性能表征

通过熔融挤出相分离法制备聚乙烯醇-乙烯共聚物(PVA-co-PE)纳米纤维,然后将纳米纤维涂覆到聚丙烯(PP)熔喷非织造布表面制备纳米纤维复合膜.表征了纳米纤维复合膜的表面形貌,分析了其孔径分布、接触角和力学性能随涂覆率的变化,并通过测量纳米纤维复合膜对CaCO3悬浮液的过滤效果,研究了其过滤性能和截留率.研究结果表明:表面涂覆PVA-co-PE纳米纤维后,PP熔喷非织造布的力学性能、亲水性能都有显著的提高;随着纳米纤维量的增加,膜的孔径分布更加均匀,平均孔径减小;涂覆150g纳米纤维悬浮液后,复合膜对CaCO3悬浮液的过滤效率最高可达到75.86%.     

交联聚合物溶液封堵性能影响因素分析

采用核微孔滤膜过滤法研究了部分水解聚丙烯酰胺 (HPAM )浓度、相对分子质量以及HPAM与交联剂柠檬酸铝 (AlCit)的交联比 (HPAM与Al的质量比 )对交联聚合物溶液 (LPS)封堵性能的影响。试验结果表明 ,随着HPAM浓度和相对分子质量的增加 ,HPAM与AlCit反应形成的LPS通过 1.2 μm核孔膜的过滤时间延长 ,对核孔膜的封堵程度增大。但是 ,相对分子质量为 1.5 7× 10 7的HPAM形成的LPS通过核孔膜时易发生剪切 ,达到封堵平衡时对核孔膜的封堵程度低于 7.70× 10 6的HPAM形成的LPS。对LPS来说存在一个最佳交联比值 ,在此交联比值时LPS对核孔膜的封堵程度最高。同时 ,从机理上阐述了产生这些结果的原因     

核孔膜中α-Fe生长的穆斯堡尔谱研究

以聚合物核孔膜为模板，利用电化学沉积方法成功地制备出α-Fe纳米线阵列组装膜.通过室温穆斯堡尔谱测量研究α-Fe纳米线阵列的结构特性，结果表明样品中存在明显的超顺磁颗粒，显示了孔径对α-Fe生长形态有强烈的影响.     

活性炭对非对称结构SiC多孔陶瓷中精细过滤膜的影响

为研究活性炭颗粒粒径大小和含量对非对称结构多孔陶瓷中精细过滤膜的影响,掺杂不同粒径和含量的活性炭制备非对称结构多孔陶瓷的精细过滤膜,并利用扫描电子显微镜(SEM)、过滤压降测试系统和阿基米德排水法分别对烧结后精细过滤膜的表面形貌、过滤压降和气孔率进行测试分析.实验结果表明:掺杂的活性炭可以有效提高过滤膜的气孔率,降低其过滤压降,从而提高样品的过滤效率.当过滤膜中掺入0.5 g平均粒径为150μm的活性炭颗粒,过滤膜的气孔率可达到42.8%,过滤压降最低.     

聚丙烯膜表面光接枝MBA的合成及研究

水性体系中,以二苯甲酮(BP)为引发剂,在商业聚丙烯(PP)微孔滤膜表面紫外光接枝了功能单体N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBA).考察了紫外光照时间、单体浓度对接枝率的影响,通过FTIR和对水接触角的测量研究了膜的表面性能.结果表明:光照时间为90 min、单体浓度为0.1 mol.L-1时,接枝率达到最大值;FTIR的结果证明,MBA被成功接枝到了PP膜的表面,对水接触角随着接枝率的增加而减小,接枝改性后膜表面的亲水性有了很大提高.     

无纺布-膜生物反应器在生活污水处理中应用

应用过滤膜组件为无纺布一体式中空纤维膜生物反应器进行了生活污水处理实验,分别考查了在同一反应条件下,不同过滤孔径(3 μm和5 μm)的无纺布-膜生物反应器处理生活污水的效果. 实验结果证明,无纺布-膜生物反应器处理生活污水出水水质平均ρCOD<20 mg/L,ρTOC<5 mg/L,ρBOD5<10 mg/L,ρNH 4-N<2.5 mg/L. 3 μm无纺布-膜生物反应器的无纺布污染情况要轻于5 μm无纺布-膜生物反应器.     

溶液喷射聚间苯二甲酰间苯二胺纳米纤维膜的过滤性能

以质量分数为12%的聚间苯二甲酰间苯二胺(PMIA)溶液为纺丝液,采用溶液喷射纺丝技术制备了直径范围为146~532nm的PMIA纳米纤维膜,探讨了面密度对纤维膜孔径结构、透气性、水通量及过滤效率的影响.结果表明,随着面密度的增加,纤维膜的平均孔径、透气量和水通量逐渐降低,过滤效率明显增加,当面密度为22.8g/m2时,纤维膜对2.5μm聚苯乙烯(PS)微球的过滤效率高达99%以上.过滤机理研究结果表明,PS微球很大程度上被拦截在纤维膜表层,膜污染程度较小.     

湿化学法制备多通道ZrO2超滤膜

采用孔径为200 nm的多通道ZrO2膜为底膜,利用湿化学法制备小孔径ZrO2超滤膜。结合N2吸附-脱附法和X线衍射分析,考察烧结温度对膜结构的影响,确定合适的烧结温度。通过扫描电镜(SEM)表征膜形貌,采用错流过滤考察膜的渗透和分离性能。结果表明:烧结温度为600℃时可以制备完整无缺陷的ZrO2超滤膜,所制备的超滤膜具有高纯水通量,截留相对分子质量(MWCO)为20 000,对相对分子质量为43 000卵清蛋白的截留率达到95%。     

ECTFE膜性能对盐水精制过程的影响

用热致相分离法制备乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)膜,对ECTFE、聚醚砜(PES)、聚四氟乙烯(PTFE)膜材料盐水精制的性能进行比较。对ECTFE膜进行亲水改性,进一步表征改性前后ECTFE膜盐水精制性能,并对过滤过程中的膜污染行为进行分析。结果表明:当盐水精制运行180 h以内时,ECTFE膜在盐水精制工艺中有更好的分离性能和选择性;当ECTFE膜平均孔径为210 nm时,膜的渗透通量最大,截留效果好,亲水改性也有利于提高ECTFE膜在盐水过滤工艺中的抗污染性能。     

去白细胞红细胞的质量分析及临床应用研究

研究了悬浮红细胞过滤前后主要质量指标的变化,评价白细胞过滤器的过滤效果,临床观察去白细胞红细胞降低非溶血性发热反应(FNHTR)的有效性.随机抽取悬浮红细胞60袋(2U/袋),采用一次性白细胞过滤器过滤,分别计数过滤前后红细胞计数(RBC),白细胞计数(WBC),血红蛋白(Hb),红细胞压积(Hct),游离血红蛋白(FHb)及体积的变化,滤后WBC用Nageotte计数板测定;比较分析临床输注悬浮红细胞和去白细胞红细胞FNHTR的发生情况. 结果表明60袋悬浮红细胞滤除白细胞后体积减少(43.38±7.54)ml,红细胞回收率为(92.88±3.85)%,白细胞去除率为(99.95±0.24)%,白细胞残留量为(0.52±0.28)×106/U,均已达到或超过血站基本标准中对去白细胞血液成分的质量要求;Hb,Hct滤除白细胞前后差异无显著性(P＞0.05).输注去白细胞红细胞患者FNHTR的发生率明显低于输注悬浮红细胞患者,差异有显著性(P＜0.01).表明白细胞滤器能有效滤除悬浮红细胞中的白细胞,输注去白细胞红细胞能显著降低FNHTR的发生率,提高临床输血质量.     

静电纺聚醚酰胺纳米纤维膜的制备及其空气过滤性能

酸性腐蚀和极端高低温等恶劣的实际应用环境下，常规的静电纺纳米纤维空气过滤膜存在易变形和失效等风险.本研究以耐化学腐蚀、耐高低温的嵌段共聚物聚醚酰胺(polyether-block-amide, Pebax)为原料，通过添加曲拉通表面活性剂调控纺丝液性质，制备了新型Pebax纳米纤维空气过滤膜，并系统探究了该滤膜的特性和空气过滤性能.结果表明：该Pebax纳米纤维的平均直径为(129±31) nm,在5.3 cm/s的风速测试条件下，对0.3μm空气颗粒物(PM_0.3)的过滤效率高达98.37%,过滤阻力为100.67 Pa;该Pebax纳米纤维膜对细颗粒物的去除以物理过滤机制为主，即使经高低温老化处理后，过滤效率仅下降1.13个百分点；耐酸性腐蚀试验进一步验证了该Pebax纳米纤维膜具有良好的过滤稳定性.该静电纺Pebax纳米纤维膜可用于化工厂、燃煤电厂等产生的高温、酸性尾气中细颗粒物的过滤去除，具有良好的应用前景.     

PET表面改性对PVDF/PET膜界面性能及力学性能的影响

用碱液和硅烷偶联剂KH550水解液先后对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)无纺布进行表面改性处理,以提高聚偏氟乙烯(PVDF)膜与PET支撑层间的界面性能.研究了改性处理条件对PVDF/PET膜的界面黏合性和力学性能的影响,并探讨了界面黏合增强机制.结果表明:水解液中KH550含量较少(≤3%)时,处理时间延长,PET与PVDF膜间的剥离强度增大;水解液中KH550含量较多(3%)时,处理时间延长,PET与PVDF膜间的剥离强度先增大后减小;PVDF/PET膜的拉伸强度随水解液中KH550用量的增加或处理时间的延长先增大后略减小.研究发现,适当改性处理后,PET纤维的表面粗糙度增大,含氧官能团增多,PET纤维表面的润湿性提高,增强了PVDF膜与PET支撑层间的机械锁合和分子结合力,从而使PVDF/PET膜的界面黏合性显著增强.     

等离子体引发的RAFT接枝聚合对聚丙烯多孔膜的表面改性

采用可逆加成-断裂链转移(RAFT)可控/活性自由基聚合方法,以二硫代苯甲酸-2-腈基异丙酯(CPDB)为RAFT链转移剂并以丙烯酸(AA)为单体,在聚丙烯(PP)多孔膜表面进行了等离子体引发的RAFT接枝聚合改性.聚合动力学研究结果表明:聚合反应具有RAFT聚合动力学特征,等离子体处理可以引发RAFT自由基聚合.以傅立叶红外光谱仪(FT- IR)、扫描电子显微镜(SEM)、压汞、水通量等方法,研究了改性多孔膜的表面化学与形态结构及孔结构特征.改性多孔膜表面的接枝率随单体转化率的提高呈线性增长,表面亲水性得到显著改善,同时膜孔径及水通量随接枝聚合时间的提高持续减小.其趋势符合RAFT可控/活性自由基聚合机制,实现了多孔膜膜孔径控制的目的.     

基于海绵生产残留物料的PM2.5空气过滤膜的研究

PM_(2.5)是指大气中空气动力学当量直径小于或等于2.5μm的颗粒物,它对人体的健康有着深远的影响,所以研究对PM_(2.5)的过滤材料非常重要.本研究利用某公司生产海绵的残留物料来制作新型的PM_(2.5)过滤膜.在制膜过程中加入氯化锌来作致孔物质,通过对物料配比、制膜方式、物料添加量及添加顺序的改变考察了各种制膜方式的优缺点,选择了最优的制膜方式,对后续研究具有一定的参考价值.     

陶瓷膜处理地表水的工艺

采用混凝沉降与陶瓷膜超滤的组合工艺处理地表水,考察操作模式、膜孔径、膜构型以及膜通量等对膜过滤性能的影响.结果表明:在恒压操作下,终端过滤的操作压差应小于0.075 MPa,对于孔径大于50nm的陶瓷膜而言,膜通量随孔径变化不大;错流过滤的膜通量随孔径增大而增大;错流过滤的渗透通量是终端过滤的1.5 -2.2倍.恒通量操作下,蜂窝陶瓷膜过滤性能优于19通道陶瓷膜,并在恒通量150 L/( m2.h)下稳定运行.混凝沉降-陶瓷膜组合工艺对浊度的去除率大于99%,对吸收254 nm波长紫外线有机物(UV254)的去除率大于47.7%,产品水的部分指标优于GB 5749-2006中的指标.     

聚乙烯醇缩甲醛/甘油微栅膜的可控制备及其应用

通过大量实验,发现了制备不同聚乙烯醇缩甲醛/甘油微栅膜(简称Formvar膜)孔径的最优条件,即通过适当改变Formvar膜溶液中氯仿与甘油的比例,可制得所需孔径范围的微栅膜.文中对采用不同配比制备的微栅膜进行了电镜观察,将90%以上的孔径范围进行了统计测量.结果发现:随着Formvar膜溶液中氯仿与甘油的比例增大,微栅膜的孔径有逐渐变小的趋势.因此,在做不同微纳材料的高分辨显微分析研究时可以有选择地制备相应孔径的微栅膜来满足实际需求;同时文中还举例说明了微栅膜的实际应用.