TiO2／PVDF复合膜的制备及表征

本文报导了用干一湿法制备的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。     

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。     

PVDF-Al2O3复合膜的制备及表征

本文报导了用干——湿法制备的PVDF-Al2O3中空纤维复合膜。该复合膜是将纳米级Al2O3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。     

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。     

支撑型复合高分子膜材料的制备与表征

采用浸没沉淀法、织物为支撑体制备复合型高强度膜材料.提出了支撑材料的筛选方案,研究了带支撑的复合膜在成膜过程中的起皱原因,并成功制备了支撑型复合膜.考察了不同质量分数的聚偏氟乙烯(PVDF)、聚砜(PSF)收缩率、拉伸强度、平均孔径、纯水通量等因素对复合膜性能的影响.采用膜通量、孔径分析、力学强度、扫描电镜( SEM)、收缩率对复合膜进行分析与表征.结果表明:高分子材料在成膜过程中的收缩与支撑材料的收缩的差异可能是起皱的重要原因.收缩率大于50％,起皱收缩明显；收缩率低于40％,复合膜平整.所制备的高强度复合膜的拉伸强度大于35 MPa,膜孔径为0.07～0.6μm,水通量为5 000～ 17 000 L/(m2·h·MPa).     

改性PAN中空纤维原丝的研制

探讨了不同制膜条件对所制改性聚丙烯腈中空纤维膜结构、性能的影响。研究结果表明,在一定范围内随干纺程长度的增加,中空纤维膜的水通量下降,截留率上升。随着纺丝液中总固含量的增加,中空纤维膜的孔隙率、水通量均下降。随着纺丝液温度的上升和填充液的压力增加,中空纤维膜的水通量上升。随着凝固浴中DMSO含量的增加,中空纤维膜的水通量呈现最小值,截留率达到最大值。在所研究的凝固浴温度范围内,在30°时截留率达到极大值,水通量则呈单调增加趋势。     

CS-PVA/PVDF膜蒸汽渗透强化乙酸异丙醇的酯化反应

利用自制的壳聚糖-聚乙烯醇/聚偏氟乙烯(CS-PVA/PVDF)中空纤维复合膜进行蒸汽渗透耦合乙酸异丙醇酯化反应。通过扫描电子显微镜(SEM)表征膜的微观结构。研究复合膜在蒸汽渗透下分离水/异丙醇的性能。考察耦合酯化反应过程中反应温度、催化剂用量、醇酸初始摩尔比以及膜温对酯产率和膜通量的影响。结果表明:膜分离层与支撑体结合紧密;复合膜对水/异丙醇体系具有较好的分离性能。酯化反应的最佳条件:反应温度95℃,醇酸摩尔比2.5∶1,催化剂用量3%,膜温90℃。在最佳条件下,反应11.5 h,酯收率由非耦合时的82.7%提高到耦合时的99.2%。     

添加剂对PVDF／PU复合膜成膜速度、结构与性能的影响

研究成孔添加剂聚乙二醇(PEG)和LiCl对聚偏氟乙烯(PVDF)/聚氨酯(PU)铸膜液体系的成膜动力学以及膜性能的影响.结果表明:加入PEG、LiCl均能加快成膜速度,膜的水通量有很大程度的提高,而截留率下降.不同相对分子质量PEG对成膜的影响略有不同.相对分子质量越大,黏度因素起到的作用越大,使得成膜速度随相对分子质量增加而稍有降低;相对分子质量越大,截留率下降得越明显;相对分子质量为4000时,PVDF/PU复合膜的综合性能最好.     

静电纺PVDF/PAN共混纳米纤维膜对含油污水的过滤性能

制备不同共混比的静电纺聚偏氟乙烯/聚丙烯腈(PVDF/PAN)纳米纤维膜.应用扫描电子显微镜分析膜的表面形态,并测试共混纤维膜的亲水性、孔径及对自制乳化油污水的过滤效率.试验结果表明:随着PAN共混比例的增加,共混膜的纤维直径减小;共混膜的水接触角随PAN共混比例的增加呈明显下降趋势,下降幅度为30°,亲水性改善效果明显;共混膜的平均孔径为0.784~2.070μm;测得共混膜的纯水通量为4 019~5 340L/(m~2·h),约是PVDF商品超滤膜的30倍;共混膜对乳化油的截留率最高达到95.31%,稍小于PVDF商品超滤膜的97%.     

高强度PVDF复合平板膜的制备和性能研究

本文研究了制膜条件对PVDF/聚酯无纺布复合微孔膜结构与性能的影响.结果发现凝固浴温度、纳米TiO2对膜结构性能影响不大,添加剂的选择以及PVDF浓度是主要的影响因素.通过选择合适的铸膜液组成和工艺参数,制备表面孔径0.05~0.5μm、水通量范围400~2000L/h.m2的PVDF复合膜.     

PES/SPES共混平板复合膜的制备及性能表征

采用浸没沉淀相转化法制备了聚醚砜/磺化聚醚砜（PES/SPES）共混平板复合膜,并对其进行性能表征.铸膜液配比对膜性能有较大的影响：聚合物浓度增大,膜孔径变小、膜厚增大、水通量变小;PVP的添加能有效改善复合膜的亲水性,膜的接触角随PVP含量增大而减小;膜的水通量随铸膜液中PVP含量的增大先增大后减小,当PVP含量为6%时,水通量达到最大值;接触角随共混聚合物中SPES含量的增大而减小,且随聚合物组份中SPES含量的增加,水通量先逐渐增加,并在质量配比为PES/SPES（8：2）时达到最大值,随后水通量逐渐下降.     

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。     

支撑体结构对聚二甲基硅氧烷复合膜界面结合行为的影响

渗透汽化性能及结构稳定性是复合膜的重要评价指标。采用纳米划痕技术原位表征分离层与支撑体的界面结合强度。以聚二甲基硅氧烷(PDMS)化合物作为膜材料,详细考察管式多孔陶瓷支撑体粗糙度及孔径对PDMS复合膜界面结合强度及渗透汽化性能的影响。结果表明:陶瓷支撑体粗糙度为1μm,平均孔径为200nm,制备的复合膜结构稳定性及渗透汽化性能最佳,临界载荷为27mN,当进料温度为40℃时,膜对1%丁醇水溶液的通量可达1139g/(m~2·h),分离因子为22。     

GO/PVDF超滤膜的表征及处理造纸废水的过滤特性

以氧化石墨烯(GO)掺杂聚偏氟乙烯(PVDF)制备的GO/PVDF平板膜为研究对象,研究膜的过滤特性和过滤阻力分布,并考察不同孔径的膜对造纸废水的处理效果。结果表明:随着GO掺量的增大,膜的亲水性以及抗污染性增强,膜的热稳定性增强。添加2%GO的膜的接触角为63.1°,纯水通量和牛血清蛋白(BSA)通量分别达到595和121 L/(m2·h),对BSA的截留率为74%;BSA溶液过滤过程中表面沉积阻力占主导,物理清洗后,膜的纯水通量恢复率低于55%;化学清洗后,膜的纯水通量恢复率大于96%。大孔径(1和2μm)膜处理造纸废水,因膜孔堵塞,通量迅速衰减,小孔径(0.15、0.3和0.55μm)膜的稳定通量随孔径的增大而增大。     

管式聚二甲基硅氧烷/陶瓷复合内膜的制备及其渗透汽化应用

采用浸渍-提拉法在多孔管式陶瓷支撑体内表面制备完整无缺陷的聚二甲基硅氧烷(PDMS)膜层。采用扫描电子显微镜(SEM)、渗透汽化(PV)性能测试等手段,研究支撑体孔径和涂膜时间对管式PDMS/陶瓷复合内膜的形貌和分离性能的影响。同时,考察丁醇-水体系中料液温度、料液中丁醇含量对管式PDMS/陶瓷复合内膜渗透汽化性能的影响,并对膜的渗透汽化长期稳定性进行了研究,将复合内膜的渗透汽化性能与复合外膜进行了比较。结果表明:复合膜均匀完整,有良好的过渡层。支撑体孔径较大的复合膜,其渗透通量更高。随涂膜时间的延长,膜厚依次增加,渗透通量下降,分离因子升高;随料液中丁醇含量增加,通量逐渐上升,分离因子先升高后下降;随操作温度的升高,通量和分离因子都有所增加。在料液温度为40℃、丁醇质量分数为1.5%的条件下连续运行180h,膜渗透总通量高达1 050 g/(m~2·h),选择性可达30。     

聚苯胺-蒙脱土复合物改性PVDF超滤膜的制备及性能

以过硫酸铵(APS)为氧化剂,采用原位化学氧化法制备出亲水性的聚苯胺-蒙脱土(PANI-MMT)插层纳米复合物.通过共混的方式将PANI-MMT添加到PVDF/PVPK30/NMP铸膜体系中,利用浸没沉淀相转化法制备出PANI-MMT改性PVDF平板超滤膜,系统考察了PANI-MMT添加量对膜结构和性能的影响.红外光谱(FT-IR)和X射线衍射(XRD)结果表明,聚苯胺(PANI)插层到蒙脱土(MMT)的层状间隙中;扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)结果显示,改性膜内部指状孔数量增加,膜表面粗糙度增大;孔隙率、接触角、水通量及牛血清蛋白(BSA)截留测试等表明,添加PANI-MMT后,PVDF膜的亲水性能显著提升,当添加量为0.5%时,纯水通量达到最大值445.86 L/(m2·h).改性膜对BSA的截留率无明显变化,均可保持在90%以上;热重分析显示,改性膜具有增强的热稳定性,在600℃条件下不易分解;此外,经PANI-MMT改性的PVDF超滤膜的通量恢复率(FRR)显著提高,5个循环的抗污染性能测试后,M2膜(PANI-MMT添加量为0.5%)的FRR仍保持在85%以上,显示出良好的抗污染稳定性能.     

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。     

PVDF/SiO_2/PA中空纤维纳滤复合膜研究

以十六烷基四甲基溴化铵(CTAB)为模板,去离子水为共溶剂,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,酸性条件下,在熔融纺丝法聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜表面合成介孔二氧化硅(Si O2)功能层,以均苯三甲酰氯(TMC)为油相单体、哌嗪(PIP)为水相单体,通过界面聚合在介孔Si O2功能层表面形成聚酰胺(PA)功能层,制备了PVDF/Si O2/PA中空纤维纳滤复合膜。采用SEM、XRD、FTIR等方法对复合膜进行了表征,探讨了水相PIP浓度对复合膜性能的影响。0.5,MPa下以2,g/L Mg SO4溶液为测试液,所得中空纤维纳滤复合膜的截留率达到95.0%,,水通量可达21.8,L·m-2·h-1。     

管状NaY型分子筛膜的合成

分别采用密闭式不锈钢反应釜和开口式回流玻璃反应器,在多孔管状支撑体表面水热合成NaY型分子筛膜.探讨了硅铝溶胶老化时间、合成温度及时间、支撑体等成膜条件对分子筛膜性能的影响,对合成膜进行了XRD和SEM表征.与鼓风烘箱加热的不锈钢反应釜相比,采用油浴加热的玻璃反应器的反应时间更短;同时,形成分子筛膜的渗透性能受支撑体材质的影响很大.在优化的合成条件下,膜对水/有机物混合物具有较好的分离选择性.莫来石支撑体上形成的NaY型分子筛膜应用于75℃、水/乙醇(质量比为10/90)和水/异丙醇(质量比为10/90)体系的渗透通量和分离因子分别高达2.97 kg·m-2·h-1和305,2.45 kg·m-2.h-1和920.而不锈钢支撑体上制备的分子筛膜的渗透通量均为莫来石支撑体上合成膜的1.5倍以上.     

季铵盐改性MWNTs制备具有抗菌性和自清洁性的PVDF超滤膜

叔铵盐2-二甲氨基氯乙烷盐酸盐(DCH)作为季铵盐的前驱体,通过环氧氯丙烷接枝到氧化多壁碳纳米管(O-MWNTs)上,得到的季铵盐改性多壁碳纳米管(MWNTs)(即N~+-MWNTs)作为添加剂加入铸膜液制备聚偏氟乙烯(PVDF)平板超滤膜(PVDF/N~+-MWNTs膜).场发射扫描电子显微镜(FESEM)用来观测不同的N~+-MWNTs添加量对膜形貌的影响.结果表明,制得的PVDF/N~+-MWNTs复合膜表面粗糙度明显减小,同时亲水性得到明显改善.在对牛血清白蛋白(BSA)的污染-清洗循环实验中,PVDF/N~+-MWNTs复合膜相比于纯PVDF膜,纯水通量由110.5×10~(-5)L·m~(-2)·h~(-1)·Pa~(-1)上升至197.4×10~(-5)L·m~(-2)·h~(-1)·Pa~(-1).此外,通量恢复率(FRR)明显提高,尤其在3次循环之后,对BSA的截留性能没有下降.在对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌实验中,PVDF/N~+-MWNTs复合膜展现出优异的抑菌性,且在膜的抗菌性再生循环中,3次循环之后PVDF/N+-MWNTs复合膜的抑菌率依然维持在较高的水平.