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%。     

干燥条件对溶胶-凝胶法制备TiO2超滤膜的影响

采用溶胶-凝胶法在管式多孔陶瓷支撑体上制备TiO2超滤膜,对不同干燥条件下制得的膜层的渗透性能、截留性能进行考察.结果表明,当干燥温度为75和85 ℃,相对湿度75%时,可以防止因干燥速率过慢产生的溶胶团聚,还可避免凝胶层中过高的含水量对烧结过程产生的不利影响,从而制得无缺陷的TiO2超滤膜.干燥温度为75 ℃、相对湿度75%时,纯水通量为2.74×10-10 m3/(m2·s·Pa)左右,对聚乙二醇的截留相对分子质量约为15 700.     

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。     

溶胶-凝胶法制备Si掺杂TiO_2超滤膜

以钛酸四丁酯为Ti源、正硅酸乙酯为Si源、乙酰丙酮为螯合剂、HNO3为催化剂、P123为模板剂,采用溶胶-凝胶法制备Si掺杂的TiO2介孔材料。利用低温N2吸附-脱附法、X线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)等考察Si掺杂量对TiO2材料的微观结构及晶体结构的影响。结果表明:Si的最佳掺杂量n(Si)/n(Ti)=0.05,且Si的引入阻碍了TiO2材料组装孔的坍塌,抑制了TiO2材料的晶型转变温度,同时提高了TiO2材料的比表面积。选用最佳Si掺杂量溶胶为涂膜液,通过过滤实验表征,3次涂膜后的TiO2片式膜的纯水通量为3.6×10-5L/(m2·h·Pa),截留相对分子质量为19 900。     

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.     

热处理对PVDF-PFSA中空纤维共混超滤膜结构及性能的影响

以聚偏氟乙烯(PVDF)与全氟磺酸(PFSA)为共混膜材料,采用湿法纺丝制备了中空纤维共混超滤膜,考察了热处理温度与热处理时间对共混膜的渗透性能、膜结构、受热收缩率及机械性能的影响.结果表明:随热处理温度的升高,截留率先增加后降低,纯水通量先降低后升高,分别在80℃时达到最大值与最小值,80℃时PEG4000的截留率为95.0%,纯水通量为231 L/(m2·h·MPa);膜的渗透性能随热处理时间变化而变化,在15 min时出现极值;热处理使膜的支撑层结构发生转变,膜径向壁厚收缩率较大,轴向膜长度收缩率较小;热处理后中空纤维膜的断裂伸长率降低,而杨氏模量与断裂强度跟热处理后的膜支撑层结构密切相关;湿法纺制的PVDF-PFSA膜,经70℃热处理15 min后,制得截留分子量为4 000的中空纤维共混超滤膜,其纯水通量为261L/(m2·h·MPa).     

PVB超滤膜污染特性及其在MBR中的应用

采用连续制膜技术制备了平片式聚乙烯醇缩丁醛(PVB)超滤膜。该膜室温下平均纯水通量为0.02 L/(m2.h.Pa),对牛血清白蛋白(BSA)的平均截留率为25.0%(BSA水溶液质量浓度0.5 g/L)。通过终端过滤实验,以活性污泥混合液为处理对象,分析了PVB超滤膜过滤过程中的膜污染特性。结果表明:沉积层阻力占总过滤阻力的70%以上,是PVB膜过滤活性污泥混合液过程中污染阻力的主要组成部分;将制备的PVB超滤膜应用于好氧膜生物反应器(MBR)处理生活污水中,PVB-MBR系统在膜通量12 L/(m2.h)条件下运行105 d,期间未对膜进行任何人为清洗,系统抽吸压力能够在-16~-22 kPa间维持稳定,且系统出水的主要水质指标完全符合国家城镇污水处理厂污染物排放一级A的标准。     

纳米ZnO改性PVDF超滤膜的性能

 为改善聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜的亲水性,增强其在水处理中的应用能力,采用相转化法制备了纳米ZnO 改性PVDF超滤膜。分析了纳米ZnO 的添加量对膜结构及性能的影响。通过孔隙率测定、接触角测量、扫描电子显微镜、原子力显微镜、材料试验、超滤实验分别对膜的孔隙率、亲水性、微观结构、机械强度、纯水通量、蛋白截留率及水通量恢复率进行表征。结果表明,纳米ZnO 的质量分数为0.2%时,膜的接触角从改性前的76.3°降至63.4°,亲水性得到明显改善;孔隙率由53.4%升至54.1%;拉伸强度由2.09 MPa 升至2.82 MPa;纯水通量、蛋白截留率及水通量恢复率均有一定程度的提高;膜的断面结构规整,指状孔的尺寸较大,膜表面较光滑。     

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。     

纳米颗粒对PVDF超滤膜性能影响的研究

通过纳米共混的方法,利用纳米铝(Al2O3)及纳米二氧化钛(TiO2)颗粒来合成PVDF超滤膜.实验中通过相转化法制得:PVDF,PVDF/Al2O3,PVDF/ TiO2,PVDF/Al2O3/ TiO2,四种超滤膜,并通过超滤实验测试了四种膜的纯水通量及抗污染性.通过测定膜表面和水之间的接触角来定量分析比较膜表面的亲水性.实验中利用SEM观察了膜的表面和内部微观结构.测定并讨论了纳米颗粒对膜渗透性能、抗污染性及膜形态和结构的影响.实验结果表明由于纳米颗粒的加入,膜的特性及性能得到了极大的改善和提高.而且PVDF/Al2O3/ TiO2共混膜是所有被测定的膜中性能最好的.