纳米ZnO改性在ZrO2微滤膜油水分离过程中的作用

采用均相沉淀法,对ZrO2微滤膜进行纳米ZnO改性,考察了未改性和ZnO改性微滤膜在油水分离过程中的渗透通量和油截留率的变化规律.实验结果表明,改性微滤膜具有良好的显微结构,同时在油水分离过程中,改性膜的渗透通量明显高于未改性膜,其中ZnO一次改性微滤膜的渗透通量比未改性膜提高了26.2%.在进行了120 min的油水分离后,未改性膜渗透液中的油浓度仍未达标,而改性膜的渗透液已经达标,且其油截留率均高于未改性膜.     

Cu3(BTC)2的改性及其填充PDMS/PEI膜的分离性能

采用水热法合成Cu3(BTC)2晶体,应用3种不同硅氧烷分别对Cu3(BTC)2晶体材料进行表面改性并进行XRD、疏水性能和FI-IR表征。将晶体填充到PDMS/PEI复合膜内制得填充膜,以CO2渗透通量和CO2/N2分离因子为指标对其进行评价,最后使用最佳改性材料K-Cu3(BTC)2对填充膜进行填充率影响的考察。研究结果表明,Cu3(BTC)2晶体成功改性且晶型未被破坏;在实验考察范围内,Cu3(BTC)2改性后的填充膜比未改性时渗透通量减少9.62%,分离因子提升21.13%;填充率为20%时,填充膜的渗透通量与分离因子分别比填充率为10%时提升16.57%和9.01%。     

基于静电纺丝的高效油水分离膜装置

采用静电纺丝技术在多孔聚乙烯瓶上沉积聚丙烯腈(PAN)纤维膜,制备了具有高效油水分离性能的分离膜装置。利用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FITR)和接触角测试对PAN纤维膜的形貌、表面官能团、亲疏水性进行了表征,并通过吸油实验、油水分离实验评价了分离膜装置对不同油类的吸收性能及不同油水混合物的分离能力。结果表明分离膜装置表面的PAN纤维膜具有大量孔结构和表面亲油疏水特性,其赋予该分离膜装置优异的油水分离性能,对多种油水混合物实现近100%分离,且循环分离稳定性好。分离膜装置内部的多孔聚乙烯瓶为分离膜装置表面PAN纤维提供了有效力学支撑,同时可作为收集器存储经膜分离的油或水。分离完成后可利用适宜的除油剂清洗、再生,再生后的分离膜装置结构完整,仍能保持很高分离效率。     

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。     

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.     

ZIF-8/SSM复合膜分离煤化工含油废水

采用晶种法在不锈钢网表面(stainless steel mesh, SSM)制备连续致密的ZIF-8 (zeolite imidazole framework-8)膜,通过控制ZIF-8膜的晶化时间,实现对复合膜的孔径调控.ZIF-8膜晶化12 h, ZIF-8/SSM复合膜的孔径为26μm,并表现出水下疏油的特性.在水预润湿条件下,ZIF-8/SSM复合膜可对己烷-水混合物进行有效分离,且油水混合物的分离效率高达99.5%,最大水通量为38.0 L/(m²·s).经10次循环分离测试,膜的分离效率和水通量保持不变,表明复合膜具有良好的循环稳定性.复合膜用于煤化工含油废水的分离,表现出良好的分离效果.可为拓展金属有机骨架材料膜在煤化工油水分离方面的研究提供参考.     

CHA分子筛膜用于DMF渗透汽化脱水研究

将氧化钇稳定型氧化锆(YSZ)中空纤维载体上制备的CHA分子筛膜用于二甲基甲酰胺(DMF)渗透汽化脱水,系统考察了进料水含量和操作温度对膜分离性能的影响,并研究了CHA分子筛膜渗透汽化的长期稳定性。结果表明:膜的渗透水通量随进料水含量和操作温度的升高而增加;对于质量分数为10.0%水/DMF溶液,当操作温度为75℃时,CHA分子筛膜的初始渗透水通量和分离因子分别为5.7 kg/(m~2·h)和1 180;DMF分子在CHA分子筛膜表面和孔道内的吸附阻碍了水的渗透,膜的渗透水通量逐渐下降并在24 h后稳定在1.0 kg/(m~2·h)左右,渗透侧水质量分数稳定在99.0%以上。     

紫外光接枝改性磺化聚醚砜微孔膜及其pH敏感性

用紫外光接枝聚合方法将丙烯酸(AA)接枝到磺化聚醚砜(SPES)微孔膜上,得到具有pH敏感性的分离膜.接枝膜采用衰减全反射(ATR-IR)附件进行了表征,接枝膜表面及断面形态采用扫描电子显微镜(SEM)进行观察,并同时通过接枝率、水渗透通量和截留率的测定研究了接枝膜的接枝程度、渗水性能和pH敏感性.通过紫外光接枝聚合的方法,在磺化聚醚砜微孔膜的膜表面和孔内接枝上了丙烯酸接枝层作为pH感应型开关;当丙烯酸质量分数为0.05,光照20 min时,接枝率达到8.40%,pH=2时的纯水渗透通量约为中性时的20倍;当牛血清蛋白(BSA)渗透液的pH小于其等电点4.7,pH为2～4时,截留率发生显著变化,表现出明显的pH敏感性.     

热敏材料聚N-异丙基丙烯酰胺的结构对其溶胀性能影响

本文主要研究热敏材料聚N-异丙基丙烯酰胺 (PNIPAAm) 的结构对其溶胀性能影响。分别采用水热法和微波辐射法合成PNIPAAm热敏水凝胶，应用扫描电镜观察了两种合成方法制得的水凝胶的表面结构，测定了水凝胶随温度变化的溶胀率曲线及其溶胀和退溶胀动力学，并讨论了水凝胶的结构对其溶胀率的影响。结果表明：与水浴法制备的水凝胶相比，微波辐射法所得到的水凝胶无论是在干燥状态下还是溶胀状态下都具有更为丰富发达且较大的孔隙结构，在溶胀过程中，微波辐射法合成的水凝胶在临界溶解温度(LCST)以下具更高的溶胀率，而在LCST以上时，能更多地释放水而具有更低的溶胀率。此外，微波辐射所合成的水凝胶由于具有较为发达的孔隙结构，使其比水浴法制备的水凝胶具有更快的溶胀速度和退溶胀速度。     

超疏水CF4等离子体改性PVDF膜及其DCMD性能

采用低温CF₄等离子体技术,通过化学气相沉积,将一般疏水聚偏氟乙烯（PVDF）膜表面成功改性为接触角为169.5°±4.9°的超疏水表面,研究改性后的超疏水膜的直接接触式膜蒸馏（DCMI）)过程结果表明:当进料液为4%的NaCl溶液时,高温侧温度70.5℃,改性膜通量为26.5 kg/（m²·h）,截留率高达99.976 6%。     

无机陶瓷膜分离沙枣多糖的研究

以沙枣多糖的回收率、浓缩效率、膜污染率和膜通量为指标,优化了无机陶瓷膜分离沙枣多糖的工艺参数及膜的清洗方案。在操作压力0.1 MPa,温度30℃,料液比1∶60的条件下分离沙枣多糖提取液,多糖的回收率、浓缩效率、膜污染率和膜通量分别为98.6%、28.4 L//m2·h、11.6%和46 8L//m2·h;采用不同化学清洗方法对陶瓷膜清洗效果进行分析,结果表明用0.5%的HNO3清洗效果最好,可使膜通量的恢复率达到92%。该研究表明利用陶瓷膜分离沙枣多糖是可行的,并且为膜分离多糖的研究提供一定的技术依据。     

等离子体引发的RAFT接枝聚合对聚丙烯多孔膜的表面改性

采用可逆加成-断裂链转移(RAFT)可控/活性自由基聚合方法,以二硫代苯甲酸-2-腈基异丙酯(CPDB)为RAFT链转移剂并以丙烯酸(AA)为单体,在聚丙烯(PP)多孔膜表面进行了等离子体引发的RAFT接枝聚合改性.聚合动力学研究结果表明:聚合反应具有RAFT聚合动力学特征,等离子体处理可以引发RAFT自由基聚合.以傅立叶红外光谱仪(FT- IR)、扫描电子显微镜(SEM)、压汞、水通量等方法,研究了改性多孔膜的表面化学与形态结构及孔结构特征.改性多孔膜表面的接枝率随单体转化率的提高呈线性增长,表面亲水性得到显著改善,同时膜孔径及水通量随接枝聚合时间的提高持续减小.其趋势符合RAFT可控/活性自由基聚合机制,实现了多孔膜膜孔径控制的目的.     

莫来石晶须陶瓷膜的制备及其油水分离性能

以自制莫来石晶须为主要原料、硅溶胶为烧结助剂,采用浸渍工艺将硅溶胶附着在莫来石晶须表面,并用处理后的晶须通过干压成型制备莫来石晶须搭接的陶瓷膜。研究了硅溶胶浓度、成型压力和烧结温度对多孔陶瓷膜组分、孔径、孔隙率和渗透通量的影响。结果表明,使用质量分数5%的硅溶胶处理后的莫来石晶须在76 MPa压力下成型、1 400℃烧结得到的陶瓷膜孔隙率为54.7%,平均孔径为0.43μm。采用低温氧化法在膜表面生长纳米氧化钛进行改性,改性后陶瓷膜的油水分离通量为2 746 L·m^-2·h^-1·MPa^-1,截油率达到98.31%。     

中空纤维SAPO-34分子筛膜的制备及渗透汽化性能

采用二次生长法在α-Al_2O_3四通道中空纤维支撑体外表面合成SAPO-34分子筛膜,用于渗透汽化脱水分离。考察操作温度对分子筛膜渗透汽化性能的影响,并研究渗透汽化过程中膜结构性能的稳定性。结果表明:采用球磨晶种诱导合成出了高质量的SAPO-34分子筛膜,75℃下膜在异丙醇(90%)-水(10%)体系中,分离因子达到3 600,渗透通量为3.34 kg/(m~2·h);在乙醇(90%)-水(10%)体系中,膜的分离因子最高为419,渗透通量为1.19kg/(m~2·h)。SAPO-34分子筛膜具有良好的渗透汽化分离稳定性和耐酸性能。     

基于油水分离的陶瓷膜基双层复合动态膜的制备和应用

以多孔管式陶瓷膜为基膜,以高岭土、二氧化锆为涂膜材料,采用错流操作方式在膜管内表面制备单层和双层复合动态膜,对比分析单层和双层动态膜对水包油型油水乳化液的分离效果,考察双层动态膜制备和分离条件对分离性能的影响规律.结果表明,高岭土-Zr O2双层复合动态膜具有内层疏松、外层紧密的结构,其油截留率和乳化液COD去除率分别达到99.7%和99.5%,分离性能优于单层动态膜;随着Zr O2动态膜层涂膜时间和跨膜压差的增大,渗透通量均出现先增大后减小的趋势;随着油水乳化液p H值和油水乳化液质量浓度的减小,膜的渗透通量增大.     

浸入式中空超滤膜在排泥水回收处理中的实验研究

针对自来水厂沉淀池的排泥水和滤池反冲洗水,采用浸入式中空超滤膜处理,产水可达到现行的国家饮用水水质标准(GB5749-85).研究表明,该工艺可将污泥浓度浓缩到2.5%,20℃时,在日常在线维护清洗情况下,可保证系统运行80 d才进行一次化学清洗,采用次氯酸钠和氢氧化钠清洗可使膜通量恢复97%.实验还得出,温度是影响膜通量的主要因素,且膜通量与温度呈线性正比关系,其线性关系为y=0.3858x 8.6396.     

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。     

超滤处理糖蜜酒精废液中膜清洗方法的研究

糖蜜酒精废液超滤处理中膜的污染程度直接关系到膜的通量与使用寿命。本文对超滤法处理糖蜜酒精废液过程中清洗方法进行了研究。试验表明,保持清洗剂40℃温度下,先用反渗透水清洗30 min,再依次用0.2%NaClO溶液清洗30 min,0.2%HNO3清洗30 min,能够较好的降低该废液超滤处理中膜的污染,膜通量率可恢复到91.7%。     

改性聚合物表面的润湿与液膜特性

现行商用塑料规整填料表面润湿性差,改性前后聚丙烯(PP)表面液膜流动特性均缺乏系统研究.利用聚合物表面改性和表面粗糙方法,大幅改善了PP表面对水的润湿性,成膜率从约40%提高到约95%.PP改性前,液膜在两边缘厚度增加明显,与中间平均膜厚相比,最大增厚可达460%;改性后液膜在表面基本铺展,整个宽度上液膜厚度分布均匀....     

PVDF-g-PAA共聚物的制备及其改性PVDF膜

为了改善聚偏氟乙烯（PVDF）膜的亲水性,本文通过自由基聚合法,以水/乙醇混合溶液为溶剂,合成了以PVDF为主链,聚丙烯酸（PAA）为侧链的PVDF-g-PAA两亲性共聚物。通过改变丙烯酸（AA）浓度合成了三种不同接枝率的PVDF-g-PAA共聚物,红外(FT-IR）及热重分析(TGA)结果显示接枝率以AA单体浓度10%为最高。以PVDF-g-PAA共聚物为膜材料,采用浸没沉淀法制备膜,通过扫描电子显微镜（SEM）、接触角测试和过滤实验考察膜的形貌及性能。结果表明,随着接枝率的升高,改性膜的平均孔径及孔隙率随之增大,接触角随之降低,表明其亲水性有很大的改善。在保持较好分离效果的基础上,改性膜的水通量及通量恢复率比原膜分别提高了3.78倍和0.76倍,表明其渗透性能及抗污染性能都有很大改善。