中空纤维膜分离技术在工业分离中的应用

本文就中空纤维膜分离技术的迅速发展和广泛应用,对纤维膜的分离机理,应用技术特征,膜素材及国内外中空纤维膜分离技术的发展现状进行了探讨。认为中空纤维膜是气膜分离中较为理想的膜素材,进一步解决纤维膜自身存在的透气系数与选择性系数之间的矛盾,研究新型纤维膜和纤维膜的改性,是当前继续开发气膜分离的重要研究课题。     

PAN基共混预氧化中空纤维膜的研究

通过聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚酰亚胺(PI)与聚丙烯腈(PAN)共混纺制了中空纤维膜，并对该中空纤维膜进行了预氧化处理，分别对共混膜的水通量、预氧膜的表面形态、膜的热行为等进行了分析和讨论。结果表明：PMMA的加入有利于共混膜水通量的提高，PI的加入有利于共混膜在预氧化过程中保持空洞结构，同时提高了PAN中空纤维膜的热稳定性。这为制备分离性能优良的PAN基预氧化中空纤维膜提供了一种新方法。     

辉光放电空气等离子体改性聚砜膜的研究

为了研究空气中等离子体改性对聚砜(PSF)超滤膜性能的影响,通过辉光放电空气等离子体对聚砜膜进行表面改性,采用亲水接触角法评价了改性条件对聚砜膜表面性质的影响规律.采用牛血清蛋白溶液作为类蛋白污染物进行试验,评价了改性前后聚砜膜的渗透性、污染率、恢复率等性能.结果表明,聚砜膜表面经等离子体处理后,表面润湿性发生变化,在最佳表面改性条件(放电功率8W,放电时间30s)下,膜表面的水接触角从69°下降到20°.改性后的聚砜膜渗透性能提高,抗污染性能得到了明显改善.     

等离子体处理改善睛纶纤维的吸湿性及其时效性

采用氮气辉光放电等离子体技术处理腈纶纤维,以改善腈纶纤维表面的吸湿性能.等离子体表面改性具有时效性问题,随着放置时间的延长.改性后的良好性能会逐渐退化.处理效果衰退快慢在很大程度上取决于纤维表面的结晶程度及所放置的环境.结晶度高的样品改性后得到的亲水性能丧失较慢;放置在亲水环境中的样品没有丧失其得到的亲水特性,而放置在疏水环境中的样品却渐渐回复了其原有的疏水特性;放置在液氮中的样品得到的亲水特性没有丧失,放置在室温及90℃高温下的样品会部分丧失其得到的亲水特性.     

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。     

PVDF膜亲水性改性研究进展

综述了聚偏氟乙稀(PVDF)膜的亲水改性技术及其研究进展,主要改性方法有表面改性和共混改性。表面改性分为表面涂覆和表面接枝,表面接枝可以通过等离子、福照和表面光实现。与PVDF共混的添加剂有亲水性聚合物、无机纳米粒子和两性聚合物。改性后膜的亲水性和抗污染性在一定程度上得到了提高。     

提高真空开关灭弧室玻璃表面工频湿闪电压的技术

本文选用了合适的处理剂,对玻璃表面采用离子溅射——热处理,实现表面改性,使工频湿闪电压提高46～51％.由碱液浸渍试验、离子质谱和膜化机理分析证实,玻璃表层和处理剂已键合成憎水膜,它有较好的牢固性.这种表面改性技术,对真空开关能在潮湿和污秽条件下使用,具有推广价值.     

聚四氟乙烯微孔膜表面亲水改性研究

用化学法对PTFE微孔膜表面进行亲水改性,利用红外光谱（ATR—FTIR）和扫描电镜（SEM）观察了改性膜表面形态和微观结构的变化,FTIR图表明膜的表面产生了极性基团,SEM图显示膜的孔径和孔隙率发生了变化。研究了钠萘处理液浓度与膜改性效果的关系,结果表明：随着钠萘处理液浓度的提高,膜表面接触角减小,亲水性增强。钠萘处理液浓度以0．6mol／L为最佳。     

湍流入料对中空纤维膜组件分离性能影响试验研究

研究了湍流入料对线型中空纤维膜和编织型中空纤维膜的强化分离作用,比较了湍流入料与直流入料对线型中空纤维膜性能影响的差别,进行了迪恩涡强化编织型中空纤维膜与湍流入料强化线型中空纤维膜渗透性能的研究.试验结果显示,湍流入料能显著提高线型中空纤维膜渗透性能,减少浓差极化和膜污染,回收率增大2倍,能耗低20%以上;湍流入料可增大编织型中空纤维膜渗透流量10%左右,能耗降低5%左右,膜组件长度越短,效果越明显迪恩涡强化编织型中空纤维膜分离性能优于湍流入料强化线型中空纤维膜分离性能,能耗低20%以上,渗透回收率高1～1.5倍.图6,参8.     

改性水处理用生物填料性能的研究

通过添加亲水、生物亲和性及磁性粒子等物质对普通聚乙烯填料进行改性,研究了改性填料的表面结构、物理机械性能,以及填料亲水性、生物亲和性等综合性能。实验结果证实：改性填料的物理性能变化不大,SEM图显示其表面结构发生了变化,表面粗糙度加大,表面积增高;改性填料的表面润湿角降低23％,含水率提高60％;挂膜试验中,改性填料的挂膜时间缩短了2d,生物膜的形成速率加快,膜厚度增加和膜稳定性增强,生物相丰富。研究表明改性填料符合水处理用填料物理性能要求,其亲水性、生物亲和性能有较大程度的改善。     

纳米级分离技术研究--中空纤维分离膜的制备和应用

研究了中空纤维膜分离技术和纺丝制膜原液的配制原理,尤其是复合中空纤维膜纺丝制膜技术,结果表明,通过复合技术可以得到高分离功能、高透过通量、高抗污染性、高许能可迅速恢复,说明本文提出的内凶双洗方法清洗效果显著。     

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.     

Synthesis and Preparation of Polysulfone Hollow Fiber Chelating Membrane Modified with Thiourea

Several kinds of chloromethyl polysulfones （CMPF） with different chlorinity and reactive groups were synthesized by Friedel.crafts reaction, which could be utilized as reactively matrix membrane materials. The CMPF hollow matrix membranes were prepared with phase inversion by utilization of CMPF/additive/DMAC casting solution and CMPF as membrane materials. It was found that the effects of additive content, bore liquid and dry spinning distance on the structure of CMPF hollow fiber matrix membrane were different. A high qualified palysulfone hollow fiber chelating membrane modified with thiourea as chelating groups was prepared using CMPF as membrane matrix materials, through the reaction between thiourea and CMPF hollow fiber matrix membrane to afford the methyl iso-thiourium polysulfone. The experimental results showed that thermal drawing could increase the mechanical properties of matrix membrane, and the thermal treatment could increase the homogeneity and stability of the structure of polysulfoue hollow fiber chelating membrane modified with thiourea.     

膜萃取法在TNT废水处理中的应用

该文介绍了膜萃取技术处理TNT废水的方法。采用聚偏氟乙烯中空纤维膜器,以甲苯为萃取剂,对INT废水进行了萃取实验。结果表明,废水中INT的去除率可达到95％以上。通过与用煤油作为萃取剂用聚砜作为膜材料的萃取实验进行比较,说明聚偏氟乙烯膜器更为有效,工业化前景乐观。并对甲苯－TNT－水体系总传质系数及其影响因素的分析,得到了影响传质速率的主要因素。     

氨在中空纤维支撑液膜内的渗透系数

测定了氨在中空纤维支撑液膜中的渗透系数,并考察了渗透系数的影响因素.实验结果表明,氨在支撑液膜中的渗透系数p值随着载体浓度升高而增大,但变化趋势不大;料液pH值升高,渗透系数增大;反萃液pH值对渗透系数的影响存在最大值,在实验条件下,反萃液pH值为3时,渗透系数较大.比较煤油、癸醇和正庚烷3种膜溶剂,正庚烷作为膜溶剂渗透系数最大     

无泡曝气工艺实验研究

实验研究了中空纤维膜向水中进行无泡曝气的工艺过程,结果证明,这是一种高效的新型曝气工艺技术,其供氧的总传质系数可以达到605h-1,是传统气泡曝气方式的6倍以上;水流速和气体压力是影响无泡曝气供氧能力的2个主要变量,通过控制气压可以定量调节曝气量。     

中空纤维膜萃取器内流动特性

对中空纤维膜器内流动特性的研究是膜器设计和放大的基础。该文通过测量装填因子不同的 3个聚丙烯中空纤维膜萃取器壳程和管程的停留时间分布曲线 ,研究了不同流速下膜器的流动状况 ,并用轴向扩散模型描述了流动的非理想性。结果表明 ,中空纤维膜萃取器的管程和壳程流动与理想平推流和理想全混流相差较大 ,装填因子与流速对二者均有较大影响。采用轴向扩散模型得到的响应曲线的计算值与实验值符合较好 ,且中空纤维膜萃取器中轴向返混的影响不可忽略。     

PVA-PFSA/PAN渗透汽化膜强化乙酸乙酯酯化脱水及工艺过程模拟

以聚丙烯腈(PAN)中空纤维超滤膜为底膜,以酒石酸(Tac)为交联剂,制备了聚乙烯醇(PVA)与全氟磺酸(PFSA)共混复合膜,并用于乙酸乙酯-水、乙酸乙酯-乙醇-水溶液的脱水研究。考察了分离乙酸乙酯-水二元溶液时,料液温度和含水量对复合膜分离性能的影响;40℃下分离含水2%(质量分数,下同)的乙酸乙酯水溶液时,其总渗透通量81.1 g/(m2.h),分离因子为1 890;考察了复合膜用于分离乙酸乙酯-乙醇-水(质量比90∶2∶8)三元溶液时,料液温度的影响及脱水效果。结果表明:40℃时复合膜对三元溶液的总渗透通量可达251.0 g/(m2.h),此温度下,只需12 h就可将含8%初始水的三元溶液脱水至4.66%。PVA-PFSA/PAN渗透汽化膜对乙酸乙酯体系的脱水效果良好,可应用于强化乙酸乙酯酯化生产工艺。利用Aspen Plus 11.1软件对工艺流程进行了模拟,结果表明:在同等操作条件下,渗透汽化膜强化酯化工艺流程相对于普通的反应精馏,提高了乙酸乙酯的单程收率和原料的转化率,简化了乙酸乙酯生产流程。     

在中空纤维膜中Dean涡降低浓差极化的试验研究

膜污染与浓差极化是不同的概念，两者是相互关联、相互影响的，浓差极化使膜表面被截留组分浓度提高，从而加速了膜污染过程的，而膜污染使部分膜孔堵塞，又会促使局部浓差极化的加剧．因而，膜污染与浓差极化成因果关系，浓差极化是导致膜渗流量下降和分离效率降低的原因．在中空纤维膜中，Dean涡这种不稳定流能有效地将膜靠近膜壁的浓差极化现象大大消除．通过设计一组试验，证明了浓差极化的危害性和Dean涡能较大程度的降低浓差极化．从能耗的观点上说，试验结果表明，有Dean涡存在的编织型中空纤维膜，其能耗低于直线型，其渗透流量和回收率高．图12．参19．     

Effect of Extractant and Cold-drawing on the Structure and Performance of HDPE Hollow Fiber Membranes Fabricated via Thermally Induced Phase Separation Method

IntroductionMicroporous membrane is widely used in filter ,oxygenator , contactor and battery separator . Traditionally ,polymer membranes shaped as porous hollow fibres , areprepared using the diffusion induced phase separationtechnique or DIPS[1].Inthis process ,a polymer solution ofa polymer and a solvent is contacted with a non-solvent forthe polymer . Because of initial interdiffusion of solventand nonsolvent ,the concentration in the polymer solutionchanges and, finally , phase separat…