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.     

聚多巴胺涂覆改性聚丙烯腈纳米纤维膜及其油水分离性能

以聚多巴胺(PDA)为涂层剂,静电纺聚丙烯腈(PAN)纳米纤维膜为基体,制备了PDA/PAN纳米纤维复合材料,测试多巴胺涂层处理对复合材料的表面形貌、力学性能、孔径分布、纯水通量与乳化油截留率等相关性能的影响。研究结果表明:涂层后的静电纺纳米纤维断裂强度明显增加;膜纯水通量明显增大,在涂层液质量浓度为1 mg/mL时静电纺纳米纤维膜纯水通量最高达到14 656L/(m~2·h),较未改性纳米纤维膜增加63%;在涂层液质量浓度为1.5mg/mL时纤维膜获得了最小孔径,其乳化油截留率也达到最佳值(96.1%),同时可以保证高水通量和高乳化油截留率。     

纳米氧化钛粒子对PVDF中空纤维膜的改性

本文报导了用干-湿法制备的TiO2/PVDF中空纤维复合膜。该复合膜是将纳米级TiO2颗粒填充到聚偏氟乙烯中制成的。对该复合膜的水通量、孔径、截留率等进行了测试并且将其与未添加纳米粒子的聚偏氟乙烯中空纤维膜进行比较,从而体现复合膜的优良性能。     

NF-RO组合膜处理大豆乳清废水

采用芳香聚酰胺纳滤膜和反渗透膜处理模拟大豆乳清废水,研究溶液浓度、操作压力、膜面流速、pH等对渗透通量与截留效果的影响,并探讨蛋白污染膜的清洗条件。研究结果表明:在一定操作压力下,渗透通量随着料液浓度的增加而减小,随膜面流速的增加而增加;对一定浓度的原料液,在操作压力小于0.7 MPa时,渗透通量随压力的增大而增大,当操作压力大于0.7 MPa时,渗透通量不再随压力的增大而增大;大豆乳清废水的等电点pH为4.5,当pH大于等电点时,渗透通量和截留率随pH的增大而增大;芳香聚酰胺反渗透膜对纳滤透过液的NaCl截留率在90%以上;蛋白污染纳滤膜经pH=10的NaOH溶液清洗后,通量可完全恢复。     

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.     

用中空纤维膜分散技术制备纳米颗粒

采用中空纤维膜为分散介质,以制备纳米BaSO₄为例,探索膜分散制备纳米颗粒技术。实验以Na₂SO₄溶液为连续相,将BaCl₂溶液通过中空纤维膜均匀分散到Na₂SO₄溶液中,在透过膜的微小液滴形成的微环境中实现两种溶液的微观混合,并反应生成BaSO₄颗粒。实验研究了膜组件构型、反应物浓度、分散剂、膜孔孔径大小等因素对BaSO₄颗粒形貌、大小和粒度分布的影响。结果表明：采用膜截留分子量为10000的中空纤维膜制成的浸没式膜组件,反应物Na₂SO₄和BaCl₂溶液浓度均为0.02mol/L,加入分散剂聚乙二醇(PEG)制得了平均粒径在10～30nm、球形度好、单分散性好的纳米BaSO₄颗粒.     

空气颗粒物采样滤膜截留效率研究

环境空气颗粒物采样过程中,滤膜的截留效率是影响质量浓度的关键因素之一.采用雾化法制备0.3μm气溶胶,设置流速为0.21、0.31和0.48 m/s,分别对国内外常用的7种滤膜的截留效率进行测试,并且选择被测试滤膜中的3种滤膜使用0.3μm空气粒子再次进行截留效率测试.结果显示,无论使用0.3μm球形标准粒子还是0.3μm空气粒子,在3种不同流速下石英滤膜和Teflon滤膜的截留效率均大于99.7%,符合PM10和PM2.5采集滤膜截留效率的要求;使用0.3μm球形标准粒子对聚丙烯滤膜进行测试时,截留效率符合PM10采集滤膜截留效率的要求,但不符合PM2.5采集滤膜截留效率的要求;使用0.3μm空气中粒子对聚丙烯滤膜进行测试时,截留效率符合PM10和PM2.5采集滤膜截留效率的要求.     

纳米ZnO改性在ZrO2微滤膜油水分离过程中的作用

采用均相沉淀法,对ZrO2微滤膜进行纳米ZnO改性,考察了未改性和ZnO改性微滤膜在油水分离过程中的渗透通量和油截留率的变化规律.实验结果表明,改性微滤膜具有良好的显微结构,同时在油水分离过程中,改性膜的渗透通量明显高于未改性膜,其中ZnO一次改性微滤膜的渗透通量比未改性膜提高了26.2%.在进行了120 min的油水分离后,未改性膜渗透液中的油浓度仍未达标,而改性膜的渗透液已经达标,且其油截留率均高于未改性膜.     

聚乙二醇超滤过程的考察及模型化分析

采用截留相对分子质量为2 500的GH超滤膜,对不同相对分子质量的聚乙二醇(PEG)溶液进行过滤分离,考察了PEG相对分子质量、浓度、超滤压力等因素对超滤过程的影响。结果表明:相同条件下超滤膜对PEG去除率随着相对分子质量和浓度的增大而增大,对PEG 4 000的截留率可以达到96.7%,但截留并不是随着压力的增大而单调增大,当PEG相对分子质量≥2 000时出现压力增大截留减小现象。同时,运用细孔模型模拟表征了GH膜的等效孔径和等效膜厚,解释了PEG超滤过程中的分离现象,分析了超滤机制的内在因素。     

基于金纳米颗粒痕量沙丁胺醇的表面增强Raman散射光谱

用优化的Turkevich方法制备直径为50~60 nm的金纳米颗粒,  并通过表面增强Raman散射技术检测浓度为10^-3~10^-5 mol/L的痕量沙丁胺醇分子. 结果表明: 最低检出限为5×10^-5 mol/L, 在100~750  μmol/L范围内, Raman光谱强度与浓度具有较好的线性关系, 相关系数R²=0.996 57, 但在更宽泛的浓度范围内不满足线性关系;  基于金纳米颗粒表面增强Raman散射光谱方法可实时、 快速检测痕量沙丁胺醇分子.     

湿法脱硫螺旋喷嘴雾化性能

试验以螺旋喷嘴为对象,建立了由地下水池、潜水泵、管路、阀部件、流量计、数据处理系统等组成的试验装置,利用马尔文激光粒径分析仪、电磁流量计、液体压力传感器等仪器,系统研究了螺旋喷嘴的体积流量、雾化粒径、雾化角、雾化粒径分布等特性.试验结果表明:螺旋喷嘴体积流量与压力的平方根成线性关系;雾化粒径随压力呈幂函数变化,2种孔径的螺旋喷嘴,雾化粒径与压力具有相似的变化规律;压力大于40kPa后,雾化角基本不变;总体上,径跨随压力增加而增大,分散度增加,雾化质量变差.     

双膜分散法制备超细氧化锌颗粒

以氯化锌和氢氧化钠为反应物,中空纤维膜为分散介质,采用双膜分散法制备氧化锌颗粒。研究了两膜组件间距、分散相流速及表面活性剂对颗粒尺寸和形貌的影响。所得产物的SEM和粒度分布分析结果表明:两膜组件间距对颗粒平均尺寸无明显影响;无表面活性剂时,颗粒尺寸随着分散相流速的增大而增大,当流速从10 mL/min增大到40 mL/min时,平均粒径从307 nm增大到476 nm;表面活性剂的加入能有效抑制颗粒的生长,且颗粒尺寸随着分散相流速的增大而减小,当分散相流速由20 mL/min增至70 mL/min时,颗粒平均粒径由182 nm减小到45 nm。     

一个计算超滤膜平均孔径的新公式

膜的平均孔径是多孔性分离膜的重要参数。因此,它的准确测定有着重要意义。目前,通常采用的有哈根-泊肃叶(Hagen-Poiseuille)法和扫描电镜(SEM)法。哈根-泊肃叶法主要依据是泊肃叶定律。假设所有膜孔都是垂直于膜面、半径相等的圆形直管。此时,膜孔长度1可取膜厚度的值。当膜的孔密度为n、膜两侧工作压差为Δp时,则粘滞系数为η的液体在t时间内透过工作面积为A的多孔膜的体积流量Q与膜孔半径r有如下关系:     

微反应器结合水热法制备羟基磷灰石纳米粉体

采用Y型微通道反应器与水热法相结合的工艺路线,制备了羟基磷灰石(HAP)纳米粉体,并利用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜等分析手段对产物进行了表征。在此基础上,考察了反应物浓度、总流量和流量比等因素对HAP纳米粉体制备的影响以及形成机理。结果表明:HAP纳米粉体的颗粒粒径随着反应物浓度和反应物总流量的增加而先减小后增大,随着反应物流量比的增加而增大;其形成机理是利用微反应器的强制微观混合作用促进过饱和度的均匀分布,使化学沉淀反应的中间产物HAP前驱体以尺寸均一、分散性好的无定形磷酸钙二次颗粒聚集体的形式存在,HAP前驱体在水热处理时,通过ACP二次颗粒聚集体的内部重排及ACP粒子的溶解-重结晶的相转变方式,晶化生长为均匀细小的HAP纳米粉体;当Ca(NO3)2溶液和(NH4)2HPO4溶液的摩尔浓度分别为0.1和0.06mol/L、两溶液的流量比为1∶1、反应物总流量为80mL/min时,可制得平均粒径约为85nm、粒度均匀的短棒状HAP纳米粉体。     

Characteristic parameters and operational curves of g-Al_2O_3 nanofiltration membranes

Inorganic nanofiltration (NF) membrane is a kind of new type separation membrane that has been developed on the basis of polymeric NF membrane. Inorganic NF membranes have a number of advantages as comparedwith polymeric NF membranes. They offer a highermechanical strength, are very resistant to organic solvent and can be used in a rather wide pH and temperaturerange. But, the study on the characteristic parameters and operational curves of them is very insufficient heretoforebecause the p…     

燃煤电厂电除尘PM10和PM2.5的排放控制IV:采用二维PIV 除尘

 利用粒子成像测速法(PIV)和电子低压冲击仪(ELPI),研究实验室规模的电除尘器(ESP)内电场强度、电晕放电功率和气流场等因素对PM₁₀(粒径小于10 μm 的颗粒物)分级收尘效率.电除尘器为线-板式电极结构,其中板-板间距为200 mm,高电压电极为单根或双根.实验颗粒物采用艾灸烟作为示踪粒子,气体流量85 m³/h,颗粒物初始质量浓度33 mg/m³左右.实验结果表明,随着电场强度或电晕放电功率的增加,在高压电晕极线周围气流场从有规律的单个涡旋发展为相互作用的多个涡旋,优化电晕放电离子风分布是提高PM₁₀收集效率和降低电耗的关键.从颗粒物个数浓度、外加电场或电晕放电功率看,可将电除尘器性能以电场强度为3 kV/cm 为界分为2 个区域.当电场强度低于3 kV/cm 时,分级除尘效率随着电场强度或电除尘指数的增加而增加.然而,当电场强度远大于3 kV/cm 时,收尘效率基本不变或降低.     

超滤膜间歇处理处理含油废水的实验效果

本实验采用不同截留分子量的聚乙烯超滤膜在间歇式操作条件下处理含油液废水,实验考查了压力、温度对透水率和CODCr去除率的影响.结果表明：在间歇式操作条件下超滤膜处理乳化液废水的透水率受操作压力和温度的影响,对于截留分子量为8 000的超滤膜应选择0.3～0.7　MPa的操作压力,而对于截留分子量为2　500的超滤膜选择0.7～1.0　MPa的压力,同时,超滤膜的温度范围选择为25～32　℃,采用截留分子量为2　500的聚乙烯超滤膜间歇含油废水CODCr去除率可达93%左右.     

纳微米聚合物颗粒分散体系微孔滤膜流动特征

为了评价纳微米聚合物颗粒分散体系在低渗透油藏中的流动特征,利用微孔滤膜模拟低渗透油藏的喉道,采 用激光粒度仪和微孔滤膜过滤装置,对其流动特征及其影响因素进行了研究。结果表明：水化时间小于120 h 时,聚 合物颗粒的封堵作用较强;水化时间大于120 h 后,聚合物颗粒逐级调驱能力增强;随着压力差增大,聚合物颗粒储层 深处逐级调驱的效果增强,压力差大于0.15 MPa 后,逐级调驱效果增加的速度明显加快;随着滤膜孔径减小,聚合物 颗粒过滤速度急剧降低,在0.45,0.80µm 微孔滤膜上粒径为1.68µm 聚合物颗粒具有很强的封堵能力,而在3.0 µm 微 孔滤膜上具有较强的储层深部逐级调驱效果;随着聚合物颗粒浓度增加,储层深部逐级调驱效果变弱,颗粒浓度增至 2.0 g/L 后,聚合物颗粒已经没有深部逐级调驱的效果。     

钕离子掺杂锰酸锂纳米颗粒的自蔓延燃烧制备与性能研究

采用自蔓延燃烧法制备钕离子掺杂锰酸锂(LiMn_1.99Nd_0.01O₄)纳米颗粒,通过XRD、SEM、CV等表征分析了材料的晶体结构、微观形貌和电化学性能.结果表明:钕离子掺杂不影响晶体结构,但可减小LiMn₂O₄颗粒粒径,进而提高其电化学性能.在0.2C倍率下的放电比容量高达125.6 mAh·g^－1.在1C倍率下的首次放电容量为118.4 mAh·g^－1,循环100次后的放电比容量为110.4 mAh·g^－1,容量保持率为93.2%.     

弹性波作用下渗流多孔介质微粒运移分析

弹性波作用下渗流多孔介质微粒运移分析是对目前静态流体或稳态多相渗流中微粒运移/捕集的补充,通过分析弹性波对微粒剥离运移捕集过程的影响,建立弹性波作用下微粒运移模型,得到对微粒运移效果和储层物性变化的影响规律。由推导得到的弹性波作用下微粒剥离临界速度可知,当微粒与孔喉半径的比值越小时弹性波导致的振荡附加力影响越大,临界速度与流体粘度、微粒/孔喉半径比成负相关,与基质胶结程度、结构力、微粒半径、微粒密度成正相关。弹性波作用下微粒运移模型需同时考虑多孔介质渗流速度的变化,此时微粒剥离释放速率增加,但随着波衰减和时间延长而降低,微粒在孔隙表面沉积滞留速率先上升后下降,喉道堵塞的速率有所上升,说明弹性波作用下微粒的剥离和悬浮能力增加,但亦增加了微粒在微细孔喉"架桥"堵塞的可能性。研究结论对岩石物理学和工业化波动处理涉及的储层物性研究具有一定指导意义。