聚芳硫醚砜纳滤膜的制备及耐溶剂特性表征

以聚芳硫醚砜（PASS）为材料,采用浸没沉淀相转化法制备出平板纳滤膜,研究了制膜过程中工艺参数如聚合物浓度等对膜结构与分离性能的影响,确定最佳制膜条件为：聚合物质量分数22%,刮膜温度80℃,滞空时间0s,凝固浴为纯水。在0.5MPa压力下,最佳条件下制备膜的纯水通量为50.0L/(m ²·h),质量分数为0.01%的刚果红水溶液通量为47.6L/(m ²·h),对刚果红截留率为96.0%。耐溶剂实验结果表明,有机溶剂包括甲苯、二乙醚、甲醇、乙酸乙酯、正己烷和酸碱处理（pH=0～14）对PASS膜通量有较大影响,而对截留率影响不明显,显示出膜具有良好的耐溶剂特性。     

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。     

丙烯酸接枝改性聚偏氟乙烯及其微孔膜制备的研究

用丙烯酸对聚偏氟乙烯(PVDF)进行接枝改性,采用pH致相转化法制备了改性的聚偏氟乙烯(PVDF-g-AAC)微孔膜;通过ATR-FTIR和XPS分析,表明丙烯酸单体已接枝在PVDF链上;利用SEM和AFM表征了PVDF膜和PVDF-g-AAC改性膜的表面及断面的形貌;通过纯水通量、污染通量、静态和动态接触角验证了纯PVDF膜和PVDF-g-AAC改性膜的抗污染性能和亲水性。结果表明,丙烯酸的存在使得膜的各项性能都得到显著的提高。具体表现在亲水性提高,水通量上升,抗污染性能提高。并且随着凝胶浴pH的增加,改性的PVDF膜的性能也逐渐得到提高。从对接触角的测量,证明膜的亲水性随着pH的增大而得到了提高。膜的纯水通量从670L/(m~2·h)增加至1 140L/(m~2·h);膜的蛋白吸附量从80.1μg/cm~2下降到46.7μg/cm~2,膜的抗污染性大大提高。     

膜分离技术在D-核糖分离提取中的应用

采用超滤和反渗透技术对D-核糖提取工艺进行了优化.实验表明,采用截留分子量为50 000的聚醚砜超滤膜对发酵液进行超滤,通量在202～210 L·m-2·h-1.D-核糖的发酵液经超滤后,滤液质量相对于传统板框过滤得到较大提高,透光率提高2倍以上.采用反渗透技术对树脂解析液进行预浓缩是可行的,反渗透过程的通量在15 L·m-2·h-1出现拐点.通过反渗透将糖度浓缩到11%～12%比较适宜,运行成本较传统三效蒸发法降低60%以上.超滤和反渗透单元的膜通量稳定,通过简单的化学清洗可以恢复通量.     

南美白对虾养殖海水陶瓷膜超滤和絮凝超滤研究

以渤海黄骅地区南美白对虾养殖用海水为研究对象,通过陶瓷膜超滤和絮凝超滤处理研究,摸索出陶瓷膜超滤养殖用海水工艺条件.①对于普通汪子砂滤海水(TOC=18.55～20.05 mg/L),保持膜通量134 L·m~(-2)·h~(-1)时超滤,20 min恒流运行,跨膜压差0.04～0.062 MPa;当膜通量保持223 L·m~(-2)·h~(-1),跨膜压差0.10～0.12 MPa,12 s反洗可以恢复膜通量.经陶瓷膜超滤后TOC去除率47.16%,UV254去除率1.10%,弧菌去除率100%.②对于有机物丰富汪子砂滤海水(TOC=55.0～59.16 mg/L),超滤处理时,保持膜通量31 L·m~(-2)·h~(-1),10 min恒流运行,跨膜压差从0.14 MPa迅速升至0.20～0.21 MPa.经陶瓷膜超滤后TOC去除率74.49%,UV254去除率32.80%,弧菌去除率100%.③有机物丰富汪子砂滤海水,通过PAC絮凝预处理,PAC添加量45 mg/L,搅拌絮凝时间20 min.保持膜通量105 L·m~(-2)·h~(-1),20 min恒流量运行、12 s反洗,跨膜压差0.05～0.056 MPa;保持膜通量200 L·m~(-2)·h~(-1),跨膜压差0.11～0.13 MPa.絮凝预处理有效减缓膜污染和提高了膜通量.     

PVA/PES复合膜的制备及其渗透汽化脱盐性能研究

以聚醚砜(PES)超滤膜为基底,戊二醛为表面粘合剂,将由4-磺基邻苯二甲酸(SPTA)交联得到的聚乙烯醇(PVA)涂覆到PES表面得到了磺化PVA/PES复合膜。利用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、热失重分析仪(TGA)表征不同交联剂含量PVA膜的交联程度以及热稳定性,通过电子扫描显微镜(SEM)对复合膜的形貌进行表征。研究了交联剂含量对PVA/PES复合膜渗透汽化脱盐性能的影响,结果表明:随着交联剂含量的增加,致密膜的溶胀度先减小后增加,而水接触角先增加后减小;当交联度为15%时,复合膜的渗透汽化性能最优;性能最优复合膜的纯水通量在70℃时达到24.32 L/(m~2·h),在处理质量分数为3.5%Na Cl水溶液时的水通量达到13.27 L/(m2·h),对盐的截留率高达99.88%。     

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.     

血液制品用切向流超滤系统清洗消毒方法的有效性研究

为研究血液制品生产中切向流超滤系统的清洗消毒方法的有效性,选用血液制品行业超滤膜常用的清洗剂溶液对超滤系统清洗消毒,采用不同的清洗参数对模拟实际生产使用中的超滤系统进行清洗,对不同清洗参数清洗超滤系统的清洗结果进行对比分析,以确认清洗方法的有效性,进而对清洗参数进行优化.实验结果显示:使用0.9%Na Cl清洗超滤系统,结合0.5 mol/L Na OH和0.1 mol/L Na OH溶液对聚醚砜材质的超滤膜进行清洗能有效控制超滤系统的微生物,去除蛋白残留,使超滤系统水通量恢复较为恒定,且长期使用对膜堆的完整性无影响.     

膜分离法纯化天然牛磺酸的研究

为了研究膜分离法纯化天然牛磺酸的工艺条件,利用超滤和反渗透浓缩技术,考察了Ultra-flo和卷式膜超滤系统对牛磺酸水提液中的固体悬浮物和蛋白质等杂质的清除效果.结果表明:截留相对分子质量30 000的聚丙烯腈膜平均膜通量达88 L/(m2·h),截留相对分子质量1 000的卷式膜平均膜通量为45 L/(m2·h),经两级超滤,蛋白质质量分数可降至0.2 %以下,滤液质量高,利于后续工艺.离子交换后,牛磺酸收集液经反渗透可浓缩35倍左右,平均膜通量为43 L/(m2·h).     

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。     

超滤膜浓缩重组α-乙酰乳酸脱羧酶及酶法清洗

采用聚醚砜超滤膜对重组枯草芽孢杆菌α-乙酰乳酸脱羧酶液进行超滤浓缩,研究了温度和pH值对膜通量的影响,进行了化学法和酶法对超滤膜的清洗再生条件的试验.结果表明:酶液pH值对膜通量影响显著,浓缩10倍时,pH =5.1的膜通量仅为pH =7.1的20.3％;在压力为0.1MPa、酶液温度35℃、pH=7.1条件下,超滤可保持较高膜通量,酶活力回收率可达89.6％.酶法清洗超滤膜时,中性蛋白酶活性超过1.25 ×104U·L-1可对超滤膜形成二次污染;活性为1.25 ×104 U·L-1的中性蛋白酶与体积分数1％的次氯酸钠复合清洗可达到最佳的清洗再生效果,膜通量恢复率提高到97.0％.     

制膜条件对聚偏氟乙烯/酚酞型聚醚砜共混膜性质的影响

采用酚酞型聚醚砜（PES-C）为共混材料,以二甲基乙酰胺（DMAc）为溶剂,加入有机添加剂（PVP K30和PVP K90）和无机添加剂（无水LiCl）制备了聚偏氟乙烯/酚酞型聚醚砜共混平板膜.改变预蒸发时间和制膜液温度,考察了共混膜的收缩率和水通量．结果表明：在PVP质量分数为5%时,共混膜的收缩率最低,水通量达到最大值;共混膜的水通量随着预蒸发时间、凝固浴温度、压力的变化而发生变化．     

纳米氧化锆粒子对PVDF膜改性作用的机理研究

本文介绍了在聚偏氟乙烯制膜液中添加一定量纳米氧化锆粒子,采用溶胶凝胶法制备ZrO2/PVDF复合膜,对其水通量进行表征,70℃时,ZrO2添加量为3%时,复合膜的纯水通量达到370 L?m-2?h-1 。运用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、傅立叶变换宏伟色谱仪及差热分析仪对复合膜性能加以表征,结果表明复合膜的孔性能、分离性能及力学性能均得到明显改善。     

“超滤/混凝-Fenton+反渗透”处理垃圾渗滤液生化出水

为降低垃圾渗滤液反渗透膜的处理负荷和运行成本,对渗滤液生化出水分别进行超滤和混凝-Fenton预处理,并对其出水进行反渗透膜污染评价。结果表明:超滤出水的膜通量由27 L/(m~2·h)降至14 L/(m~2·h),混凝-Fenton则由40 L/(m~2·h)降至30 L/(m~2·h);超滤出水的脱盐率仅有50%左右,混凝-Fenton则稳定在80%以上,后期略有下降;混凝-Fenton出水的COD去除率由72.6%逐渐上升至90.4%,超滤出水的COD去除率则由89.3%下降至76.1%;反渗透对两种处理的浊度去除率均达到90%以上。可见混凝-Fenton对水样的预处理效果优于超滤的,并能削弱浓差极化现象,提升反渗透的处理性能。"混凝-Fenton+反渗透"深度处理渗滤液是一种有效降低反渗透膜负荷、延长膜运行周期的组合工艺。     

聚醚型/聚酯型聚氨酯与聚醚砜共混膜的性能研究

采用相转化法分别制备出聚醚型聚氨酯/聚醚砜(PEU/PES)共混膜与聚酯型聚氨酯/聚醚砜(PSU/PES)共混膜.通过膜评价器,扫描电镜等仪器对膜的结构与性能进行比较研究.结果表明,PEU共混膜具有明显的界面微孔结构,而PSU共混膜具有典型的非对称结构.结构的不同以及材料的差异使得这2种膜具有不同的分离性能、力学性能、化学稳定性以及压力记忆效应.     

多通道TiO2超滤膜的制备及其在印染废水中的应用

以多通道α-Al2O3陶瓷微滤膜为支撑体,采用溶胶凝胶法制备完整TiO2超滤膜.通过扫描电镜(SEM)表征膜的形貌,采用错流过滤方式考察膜的纯水通量、截留相对分子质量及分离性能.结果表明:制备的多通道TiO2超滤膜,其膜层表面完整,无裂缝、针孔等缺陷且厚度均匀,纯水通量为1.08×10-3L/(m2·h·Pa),截留相对分子质量为9000.对直接黑OB染料及退浆废水中聚乙烯醇(PVA)的截留率均达到99%以上,截留效果显著.     

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.     

新型聚芳硫醚砜耐溶剂纳滤膜的制备与性能研究

通过浸没沉淀相转化法制备聚芳硫醚砜（PASS）纳滤膜,探讨了蒸发时间和凝固浴组成对膜性能的影响。通过正交试验得到制膜的最优条件为：铸膜液中PASS质量分数24%,蒸发时间120s,凝固浴为纯水。在此条件下制得PASS纳滤膜在0.5MPa、25℃下纯水通量为31.51L/(h·m²),对固绿（M_w=808）的截留率为98.71%。对最优条件下制得PASS纳滤膜进行耐溶剂性能分析的结果表明,在甲醇、正己烷、乙酸乙酯和丙酮中分别浸泡后,PASS纳滤膜在截留率提高的情况下膜的纯水通量没有损失;经30%双氧水和冰醋酸体积比为1/40的混合溶液处理后,PASS纳滤膜在浓硫酸和四氢呋喃中具有良好的稳定性能。     

用聚砜超滤膜处理含油污水的实验研究

主要研究了处理含油污水用的聚砜超滤膜的分离、透过性能与制膜液配方(聚合物浓度、溶剂及添加剂的种类和配比)之间的关系.确定了最佳的制膜液配比.所制得的膜在操作压力为0.36MPa(绝)时,其纯水通量为750L/(m~2·h).处理含石油类36～100ppm的含油污水时透过液通量达130～355L/(m~2·h).透过液中含油量降至10ppm以下.透过液中的石油类、悬浮物及色度等都基本上达到国家排放标准及油田注水用标准.     

静电纺PAN纳米纤维膜强力对含油污水过滤性能的影响

采用静电纺丝法制备聚丙烯腈(PAN)纳米纤维膜,通过扫描电子显微镜(SEM)观察纳米纤维膜形貌与纤维直径,并分析了纳米纤维膜厚度、加入不同质量分数NaCl、接收滚筒转速、热轧和平板硫化热黏合对纳米纤维膜强力、伸长率和含油污水过滤性能的影响.结果表明:随着纺丝厚度的增加,纳米纤维膜强度呈线性增加趋势,伸长率呈先增加后减小趋势;加入NaCl对纳米纤维膜强力的影响不显著;接收滚筒转速越高,沿纤维排列方向的纳米纤维膜强力呈增加趋势,垂直纤维排列方向的则呈减少趋势,两个方向的纳米纤维膜伸长率均呈下降趋势;热轧和平板硫化热黏合是提高纳米纤维膜强力最有效的方式,热轧与平板硫化热黏合方式制备的复合纤维膜的断裂强力为50~60N,断裂伸长率为50%~75%,强力约是纳米纤维膜的60倍,强度是纯纳米纤维膜的10~20倍.此外,平板硫化热黏合的复合纤维膜乳化油截留率高达98.56%,高于聚偏氯乙烯(PVDF)商品超滤膜(97.00%),且纯水通量为4 004L/(m~2·h),因此,平板硫化热黏合复合纤维膜在水处理方面具有巨大的应用潜力.