聚乙烯二甲基硅氧烷-聚偏氟乙烯复合分离膜的性能

为预测和评价聚偏氟乙烯(PVDF)和聚乙烯二甲基硅氧烷(PVDMS)多孔中空纤维复合膜的气体分离性能,提出了孔分布模型·通过比较模拟和实验结果,证明理论预测和实验结果具有很好的一致性·应用干 湿相转化法制备了PVDF多孔中空纤维膜,并且采用浸涂技术在PVDF中空纤维膜上制成厚度约为5～12μm的PVDMS致密膜层·通过气体渗透测试估计PVDF多孔基底膜的结构参数,同时也以氮气/氧气为介质对PVDMS PVDF复合中空纤维膜的分离性能进行了评价·实验结果表明,该复合膜具有较高的分离选择性,要制得致密无缺陷的复合膜,PVDMS致密涂层厚度不应小于5μm·     

MoS2纳米复合中空纤维膜的制备及渗透汽化性能

二维纳米材料复合膜是目前膜分离领域的研究热点。通过在具有不规则大孔结构的陶瓷中空纤维基膜上引入TiO₂过渡层,有效地降低了基膜的孔径和粗糙度。在复合膜外表面构筑MoS₂/PVA(聚乙烯醇)分离层,用于异丙醇脱水,通过原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)等表征了复合膜的微观形貌,考察了分离层厚度、操作温度及料液浓度对复合膜分离性能的影响。在50℃下分离质量分数为90%的异丙醇水溶液时,MoS₂/PVA-30复合膜表现出了较优的分离性能,其渗透通量为486 g/(m²·h),分离系数为445。     

氮掺杂二氧化钛复合陶瓷膜处理罗丹明染料废水

首先以Al2O3陶瓷膜为支撑体,采用聚合溶胶法制备氮掺杂的二氧化钛光催化复合陶瓷膜(N-Ti O2/Si O2/Al2O3);然后运用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对合成的复合膜进行结构表征,膜表面平均孔直径为2 nm;最后通过该复合陶瓷膜处理罗丹明染料废水的实例考察其分离性能.结果表明,该复合陶瓷膜对罗丹明染料的截留率可达99%,膜通量达3.42 L·m-2·h-1,能够实现罗丹明染料废水的分离与浓缩.     

分子印迹中空纤维复合膜对异丙醇/水体系的渗透汽化

以聚砜(PSF)中空纤维超滤为基膜,二苯甲酰-L-酒石酸(L-DBTA)为模板分子,甲基丙烯酸甲酯(MMA)为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)为交联剂,采用表面热聚合方法制备了L-DBTA印迹中空纤维复合膜。该复合膜对异丙醇/水体系具有很好的分离效果,对于w=0.20和0.50的异丙醇/水体系,经过一次浸膜制得的L-DBTA分子印迹复合膜的分离因子分别为2 400和5 690,通量分别为1 440 g/(m2.h)和551 g/(m2.h);对于w=0.95的异丙醇/水体系,浸膜液浓缩一倍,经过两次浸膜制得的L-DBTA分子印迹复合膜分离因子可达82 100,渗透通量可达739 g/(m2.h);对于异丙醇/水体系,通过实验,获得了L-DBTA分子印迹复合膜与一般渗透汽化膜相反的分离规律:料液温度升高,L-DBTA分子印迹复合膜的渗透通量下降;随着料液浓度的升高,分离因子出现最大值时的温度逐渐升高。     

一锅法合成高性能N掺杂的Co（PO3）2@C负极材料及其在超级电容器中的应用

以植酸(PA)、三聚氰胺(MA)、四水合乙酸钴(Co(OAc)₂·4H₂O)和聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜为原料,采用一锅法合成了偏磷酸钴和氮(N)掺杂碳(C)的复合材料(Co(PO₃)₂@C).其中,PA属于六齿配体,拥有6个磷酸基,每个磷酸基中的氧原子(O)都可作为配位原子和钴离子发生络合反应,形成化学性质稳定的络合物,可以作为绿色磷(P)源.MA含有丰富的N元素,PVDF中空纤维膜中含有氟(F)元素,同时还可以提供框架结构,N和F元素的掺杂可以使多孔碳材料具有更好的润湿性,有利于电解液中电子的传输,从而极大提高了材料的电化学电容性能.所制备的最佳活性负极材料在1 A·g^-1时的比电容为1 067.42 F·g^-1.即使在10 A·g^-1的电流密度下,20 000次循环后,仍可以达到85.79%的保留率.     

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.     

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。     

聚磺酰胺/聚乙烯(PSA/PE)耐酸复合膜的制备及渗透汽化脱盐性能

以间苯二磺酰氯(BDSC)为有机相单体、二胺和多胺类化合物为水相单体,通过界面聚合法在聚乙烯(PE)微滤膜上制备了聚磺酰胺(PSA)/PE渗透汽化复合膜。经配方和工艺优化,确定了PSA/PE复合膜的制备条件为：将聚乙烯亚胺(PEI)与间苯二胺(MPD)以5∶1的质量比共混作为水相单体,将PE膜直接浸润到水相中,然后浸入含有0.5%BDSC的有机相中进行界面聚合反应。测定了在优化条件下制备的PSA/PE复合膜的渗透汽化脱盐性能和耐酸性,结果表明：在料液为3.5% NaCl水溶液、温度为75 ℃的条件下,PSA/PE复合膜的水通量为35.1 kg/(m²·h),截盐率达99.85%;在20% H₂SO₄溶液中浸泡6个月后,其脱盐性能不变,化学结构稳定。     

聚磺酰胺/聚乙烯(PSA/PE)耐酸复合膜的制备及渗透汽化脱盐性能

以间苯二磺酰氯(BDSC)为有机相单体、二胺和多胺类化合物为水相单体,通过界面聚合法在聚乙烯(PE)微滤膜上制备了聚磺酰胺(PSA)/PE渗透汽化复合膜。经配方和工艺优化,确定了PSA/PE复合膜的制备条件为：将聚乙烯亚胺(PEI)与间苯二胺(MPD)以5∶1的质量比共混作为水相单体,将PE膜直接浸润到水相中,然后浸入含有0.5%BDSC的有机相中进行界面聚合反应。测定了在优化条件下制备的PSA/PE复合膜的渗透汽化脱盐性能和耐酸性,结果表明：在料液为3.5%NaCl水溶液、温度为75℃的条件下,PSA/PE复合膜的水通量为35.1 kg/(m²·h),截盐率达99.85%;在20%H₂SO₄溶液中浸泡6个月后,其脱盐性能不变,化学结构稳定。     

胺结构对聚酰胺复合纳滤膜性能的影响

以改性后的聚丙烯腈(mPAN)为基膜,对苯二甲酰氯(TPC)为有机相单体,三乙烯四胺(TETA)和乙二胺(EDA)分别为水相单体,通过界面聚合法制备聚酰胺复合纳滤膜。采用全反射红外光谱分析仪(ATR-FTIR)研究了复合膜聚酰胺层的化学结构,通过扫描电镜(SEM)观察了复合膜的表面形态及断面结构,并对其性能进行了表征。结果表明,TETA-TPC/mPAN复合膜具有较高的截留率和较低的通量,EDA-TPC/mPAN复合膜具有较高的通量和较低的截留率。     

同轴静电纺丝制备中空多孔碳纳米纤维

以聚丙烯腈(PAN)为鞘层,聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为芯层,氧化锌(ZnO)为造孔剂,采用同轴静电纺丝技术制备出PAN复合纤维,经过煅烧、酸处理后制得中空多孔碳纳米纤维.采用透射电镜(TEM)对中空多孔碳纳米纤维的形貌进行表征,并考察了不同溶液浓度、电压、流速对中空多孔碳纳米纤维内外直径影响.结果表明:当内层溶液PMMA质量分数为10%,外层溶液PAN质量分数为10%,醋酸锌质量分数为6%,电压为15kV,内、外层流速分别为1.0mL/h和1.5mL/h时,中空多孔碳纳米纤维的内外直径及介孔形貌最佳.     

原位生长法制备HKUST-1陶瓷纳滤膜及其染料截留性能

采用原位生长法在商品化陶瓷微孔膜基底依次涂覆γ-Al₂O₃和介孔二氧化硅层，通过使HKUST-1在介孔硅表面可控结晶，制备了一种HKUST-1复合陶瓷纳滤膜，并对其形貌和结构进行了表征.通过对反应温度、前驱体溶液物质配比、反应时间、前驱体溶液浓度进行优化，研究了复合陶瓷纳滤膜对小分子有机染料去除性能的影响.以牛血清蛋白(BSA)为模型污染物，对复合陶瓷纳滤膜的抗污染性能进行了评价.结果表明，0.34 mol·L^-1Cu(NO₃)₂与0.14 mol·L^-1 H₃BTC在100℃下反应12 h,制备的复合陶瓷纳滤膜对亚甲基蓝、甲基橙、铬黑T、罗丹明B、酸性品红、刚果红的去除率为20%～99%,通量为17.2～39.8 L·m^-2·h^-1.复合陶瓷纳滤膜的通量恢复率为61.8%,通量下降率为60%,表现出较好的抗污染性能.     

简单水热合成法制备介孔ZSM-5分子筛

本文以NaOH、四丙基溴化铵(TPABr)、Al_2(SO_4)_3·18H_2O和硅溶胶(SiO_2-sol)为原料,采用水热合成法,通过简单的原料比例调变,制备具有介孔结构的ZSM-5分子筛,考察合成配方中水含量、Si含量、Al含量和TPABr含量对介孔、形貌的影响。采用X线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)和N_2吸附-脱附等对样品进行表征。结果表明:在前驱液摩尔配比n(SiO_2):n(Al_2O_3):n(Na_2O):n(TPABr):n(H_2O)=100:1:8.75:12:2 600的情况下,于180℃下反应36 h,可制得直径为18~20μm的球形ZSM-5分子筛,分子筛表面由二级纳米晶粒堆砌而成,总比表面积为371 m~2/g,介孔率为32.1%,介孔孔径为2.0 nm。水含量的增加和Si含量的降低分别有助于二级晶粒更为紧密地堆积和向长条状生长,而Al和TPABr含量的增加则会导致颗粒难以成型且颗粒的尺寸的减小。另外,水和Al含量的增加及Si含量的降低会导致样品总孔容、介孔率和孔径的减小,而样品比表面积则随水含量的降低及Al、Si含量的增加而减小。TPABr含量的调变对样品介孔性质影响不大。     

PVDF-SiO_2中空纤维复合膜的制备和表征

采用相转化法制备聚偏氟乙烯(PVDF)-二氧化硅(SiO2)中空纤维复合膜,讨论了纳米SiO2粒子对PVDF膜结构和性能的影响。通过扫描电子显微镜、能谱、傅里叶红外光谱、热分析、材料试验、接触角测量和超滤实验分别对不同膜的微观结构、化学组成、热稳定性、机械强度、亲水性以及分离性能、抗污染能力进行了联合表征。结果表明:添加SiO2粒子有利于PVDF由α相向β相转变,复合膜的性能与纯PVDF膜相比有明显改善。当w(SiO2)=3%时,纳米颗粒分散较均匀,膜断裂强度为纯PVDF膜的2.7倍,纯水通量由81.6 L/(h.m2)提高到160.0 L/(h.m2),热稳定性、亲水性和抗污染性显著提高;但过高的SiO2含量(w3%)会引起纳米颗粒团聚而导致膜的各项指标下降。     

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).     

Co3O4/SBA-15和Co3O4-CeO2/SBA-15复合材料的直接法合成与表征

借助水热法,在酸性条件下直接加入合成体系前驱盐(Co(NO3)2·6H2O),蒸发得到复合物并通过随后的煅烧,制备了Co3O4/SBA-15复合材料. 利用X-射线粉末衍射、扫描电镜、傅里叶红外光谱进行了系统的表征. 测试结果表明:在合成原料中n(Co)∶n(Si)＜1∶3制备的材料保持高度有序的二维六角介孔结构,Co3O4分散在SBA-15基体中,部分钴离子进入了介孔材料的骨架. 直接法制备的Co3O4-CeO2/SBA-15双金属氧化物复合材料,有望作为催化剂.     

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。     

改性PDMS/PVDF复合膜对丙烷/氮气分离性能研究

以相转化法制备的聚偏氟乙烯(PVDF)多孔膜为底膜,聚二甲基硅氧烷(PDMS)为分离层膜材料,涂覆法制备了PDMS/PVDF平板复合膜.将PVDF底膜进行等离子体接枝处理,提高PVDF底膜与PDMS选择层的结合力.研究了体系温度,压力,原料气的组成等因素对复合膜分离性能的影响.随着体系温度升高,丙烷(C3H8)的渗透通量减小,而氮气(N2)的渗透通量增大.随着体系的压力增大,C3H8的渗透通量增加,N2的渗透通量几乎不变,分离因子增大.原料气中C3H8的含量增加,渗透通量增大,分离因子也增加.在温度为25℃,压力为0.3MPa,混合气中C3H8含量为10mol%时,制备复合膜的渗透通量为1.625×10-2(c.cm-2.s),分离因子为21.56.     

Zn4 Si2 O7 (OH)2纳米带的合成及其电化学性能研究

以介孔氧化硅SBA-15为硅源,Zn(NO3)2·6H2O为锌源,碱性条件下于220 ℃进行水热反应,合成了束状纳米带形貌的异极矿Zn4Si2O7(OH)2·H2O. 产物经过500 ℃焙烧,对焙烧产物进行了XRD表征. 结果表明得到了产物Zn4Si2O7(OH)2,且由SEM表征可得焙烧后产物形貌无明显变化,仍为束状纳米带,长度约为十几微米. 以Zn4Si2O7(OH)2束状纳米带做为电极材料研究其电化学性能(锂电池组装材料为活性物质、乙炔黑、聚四氟乙烯,质量比为7:2:1),放电循环性能图表明在电流密度为0.1 A/g时,Zn4Si2O7(OH)2纳米带的首次放电比容量达到1 176 mAh/g. 但是,随着循环次数的增加,放电比容量逐渐衰减,可能在电化学反应过程中发生不可逆反应.