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.     

糖-盐水溶液的纳滤膜分离特性

根据NF-45纳滤膜对糖和氯化钠的截留特性,选择其开展糖和盐单组分和混合体系的分离实验研究,考察了纳滤膜分离性能随着操作压力、循环流量及料液浓度的变化影响,讨论了葡萄糖-氯化钠、蔗糖-氯化钠混合体系中糖和盐的相互影响作用,运用NF-45纳滤膜在适宜的操作条件下(如操作压力、料液浓度)可实现糖和盐的较好分离.     

纳滤膜的电解质截留率及其带电特性

根据浓差极化模型和非平衡热力学模型,对4种纳滤膜(NF-40膜、NTR7450膜、Desal-5膜和G-20膜)在不同浓度(10 ～ 500 mol/m3)的电解质(NaCl)溶液体系的透过实验数据进行回归计算,求得膜的反射系数和溶质透过系数.根据Teorell-Meyer-Sievers模型从膜的反射系数估算这些纳滤膜的有效电荷密度并对其进行了电解质浓度的经验关联.结果讨论同时证明了Teorell-Meyer-Sievers模型适用于纳滤膜的带电特性评价.     

纳滤技术的应用现状

综述了纳滤技术在食品和医药行业中的应用现状.包括低聚糖分离和精制、果汁的高浓度浓缩、多肽和氨基酸的分离、抗生素的浓缩与纯化、牛奶及乳清蛋白的浓缩、农产品的综合利用以及膜生化反应器的开发等.     

原位离子交联聚电解质络合物纳滤膜的制备与表征

 为获得高渗透选择性的聚电解质络合物纳滤膜(PECNFMs),以聚乙烯亚胺(PEI),海藻酸钠(SA)和羧甲基纤维素钠(CMC)为原料,通过原位离子交联的方式制备了一系列新型PECNFMs。分别采用傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR),场发射扫描电镜(SEM)和接触角实验(CA)对PECNFMs 的化学组成、结构和亲水性进行表征。考查聚电解质的配比、聚阴离子的种类、无机盐的种类及操作温度等因素对PECNFMs 性能的影响。结果表明,当PEI 质量比相同时,PEI/SA 原位离子交联PECNFMs 较PEI/CMC 膜具有更高的水通量;且随着PEI 质量比的增加,PECNFMs 的荷电性由荷负电转变为荷正电;当PEI 质量比为0.9 时(PEI/SA 0.9)具有最佳的纳滤分离性能,其对MgCl2的截留率为94.0%,水通量为13.4 L·m^-2·h^-1(在25℃和0.6 MPa下,对1 g·L^-1 MgCl₂水溶液进行测试),表现出较高的Na⁺/Mg²⁺分离性能(分离因子为10.4)。采用原位离子交联法,成功制备了高渗透选择性的新型PECNFMs,该方法具有一定的普适性,为高性能纳滤膜的制备开辟了新途径。     

高效纳滤膜的制备研究进展

常见的制备纳滤膜的方法有相转化法、界面聚合法、层层自组装法、表面接枝法、溶胶凝胶法等。随着生产和生活要求的提高,近年来出现了许多新型高效复合纳滤膜。概括总结了抗污染性复合纳滤膜、仿生智能复合纳滤膜等高效复合纳滤膜的制备方法和使用特性。通过选择性能优异的制膜材料,采用合理的制膜方法,严格控制实验条件,可以制备具有优异性能如抗污染性、智能化、耐久性的复合纳滤膜。高效复合纳滤膜的制备及应用,不仅可以在循环使用过程中减少污染物对于纳滤膜的损害,智能应对处理对象酸碱度、温度等的改变,做出应激性反应,更可有效降低高分子滤膜"Trade-off"效应(即渗透性和选择性之间此升彼降的矛盾关系)对于膜处理效率的影响,进而保证膜分离效率维持在较高水平,提高处理能力。     

水溶液中电解质和非电解质的相互作用

本文归纳总结了热力学各种相互作用参数的理论关系式及其研究方法．根据实验结果讨论了氨基酸──盐──水体系的焓相互作用，指出结构相互作用是影响焓相互作用参数的主要因素，并将水溶液中电解质和非电解质相互作用的研究推广到中等盐浓度范围．     

界面缩聚法制备聚芳酯复合纳滤膜 III.NF-1复合纳滤膜的结构和性能

通过 Ｉ Ｒ, Ｘ射线衍射分别研究了复合纳滤膜致密层的化学结构及其与性能的关系。采用扫描电镜（ Ｓ Ｅ Ｍ ）和原子力显微镜（ Ａ Ｆ Ｍ ）分别对膜的断面、表面形态作了研究。     

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.     

三种挥发性弱电解质水溶液体系汽液平衡的关联计算

以Edwards提出的通用分子热力学模型为基础关联了氮-硫化氢-水、氨-二氧化碳-水.氨-二氧化碳-硫-化三种挥发性弱电解质水溶液体系的汽液平衡.为了将模型扩展至酸水汽提过程中的高组分浓度区、高温度区(可能导致高压)以及高离子强度区的汽液平衡关联.在模型中加入了三元离子交互作用与温度的关系项.并采用了更新的离子反应平衡常数、享利常数和二元交互作用参数.经计算对比.对原模型不能预测的汽液平衡区域,这种关联能给出较好的结果.     

低渗透储层纳微米聚合物颗粒分散体系的流动机制

利用微孔滤膜模拟低渗透储层的喉道,将微孔滤膜过滤实验和激光粒度仪相结合,对纳微米聚合物颗粒分散体系在微孔滤膜过滤前后的粒径分布规律进行研究,并分析水化时间、注入压力、核孔膜尺寸、颗粒尺寸和颗粒浓度对粒径分布的影响。结果表明:保持其他条件为恒定值,存在一个最佳水化时间范围为大于240h,在该水化时间范围内,聚合物颗粒弹性变形能力逐步增强,使得更大粒径的聚合物颗粒得以通过1.2μm的喉道;增大注入压力,有助于更大粒径的聚合物颗粒通过1.2μm的喉道;增大聚合物颗粒浓度,会增强聚合物颗粒在1.2μm喉道处的封堵效果;不同尺寸分布的聚合物颗粒分散体系与一定大小的喉道相适应;聚合物颗粒粒径与喉道直径比值δ≥3.0的范围为聚合物颗粒直接封堵流动区域,1.0≤δ3.0的范围为聚合物颗粒弹性流动区域,δ1.0的范围为架桥封堵流动区域。     

伪极谱法测定配合物组成和稳定常数的研究——低金属浓度的镉～硫酸盐、镉～碘化物、铅～氟化物、镉～氟化物水溶液体系

本文采用伪极谱法测定了镉～硅酸盐、镉～碘化物、铅～氟化物、镉～氟化物水溶液体系配合物组成和稳定常数。金属离子浓度为[cd~(2+)]=1.8×10~(-7)mol/dm~3,[Pb~(2+)]一 2.0×10(-7)mol/dm~3,对适用于悬汞电极配合物体系的可逆伪极谱方程作了理论推导。