壳聚糖/纤维素复合纳滤膜除锰性能研究

将壳聚糖(CS)与纤维素(CEL)共混,以1-乙基-3甲基咪唑醋酸盐(EMIMAc)为溶剂,二甲基亚砜(DMSO)为助溶剂,通过浸没沉淀相转换法制备了CS/CEL复合纳滤膜,用于去除水中的Mn^(2+)。采用X射线光电子能谱仪、场发射扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、热重分析仪对材料元素价态、微观形貌及热稳定性进行分析和表征,探究了聚合物总含量、CS和DMSO含量对复合纳滤膜纯水通量的影响,以及实验条件对复合纳滤膜去除Mn^(2+)效果的影响。结果表明:在m(DMSO)∶m(EMIMAc)=1∶1、m(CS)∶m(CEL)=1∶1条件下,当聚合物质量分数为8%、CS质量分数为50%、DMSO质量分数为50%时,最佳纯水通量为80L/(m^(2)·h)。上述条件下,当DMSO质量分数调整为40%时,复合纳滤膜对Mn^(2+)的截留效果最佳,Mn^(2+)去除率达71.2%。利用复合纳滤膜吸附去除Mn^(2+)时,最佳吸附条件为膜质量0.4g、Mn^(2+)初始质量浓度20mg/L、振荡频率80r/min、吸附温度30℃、吸附时间60min。

对位芳香族聚酰胺复合纳滤膜制备及高温纳滤性能

本文以对位芳香族聚酰胺(PPTA)超滤膜为基膜,无水哌嗪(PIP)与1,3,5-苯三甲酰氯(TMC)分别作为水相单体和油相单体,采用界面聚合法制得高通量耐热PPTA/PA复合纳滤膜.研究了反应条件对PPTA/PA复合纳滤膜高温纳滤性能影响,观察了复合纳滤膜表面形貌与致密层结构,考察了渗透通量、耐热性以及抗污染等性能.结果表明,当PIP浓度为15%wt,TMC浓度为2.5%wt,热处理温度和时间分别为60℃和8 min时,所得PPTA/PA复合纳滤膜对不同染料分子截留率可达95%以上,对二价盐截留率可达90%以上.在高温条件下,所得PPTA/PA复合纳滤膜表现出优良的染料脱盐性能,在刚果红染料与Na_(2)SO_(4)截留率保持在99%的同时,渗透通量可达50 L·m^(-2)·h^(-1)·MPa^(-1)以上.

PA/PDA/CPVC复合纳滤膜的制备及其在模拟染料废水处理中的应用

以氯化聚氯乙烯(CPVC)超滤膜为基膜,将多巴胺(DA)和聚乙烯亚胺(PEI)共沉积后,与均苯三甲酰氯(TMC)进行界面聚合制备了聚酰胺/聚多巴胺/氯化聚氯乙烯(PA/PDA/CPVC)复合纳滤膜。通过傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜、原子力显微镜、接触角仪对PA/PDA/CPVC复合纳滤膜选择层的化学结构、微观结构、表面粗糙度及亲水性进行了表征,探讨了PEI质量浓度对复合纳滤膜结构和性能的影响。研究结果表明:随着PEI质量浓度的增大,复合纳滤膜表面变得光滑、亲水性增强,通量先增大后减小;PEI质量浓度为5g/L时,复合纳滤膜的通量达到最大。PA/PDA/CPVC复合纳滤膜对染料活性黑5(RB5)的截留率皆高于94%,而对NaCl的截留率低于5.6%,说明该复合纳滤膜能够对染料和盐进行较好的分离,复合纳滤膜在模拟RB5染料废水处理中稳定性良好。

聚哌嗪酰胺复合纳滤膜制备及其性能表征

以聚砜超滤膜为基膜,采用界面聚合方法制备了聚哌嗪酰胺复合纳滤膜,并对其膜性能进行了表征.实验重点考察了基膜性质、聚合单体浓度、聚合反应时间、表面活性剂浓度、酸受体添加量等因素对纳滤膜性能的影响,确定了纳滤膜制备过程的界面聚合优化条件, 即:水相单体(哌嗪)浓度 0.08～ 0.12 mol·L-1;有机相单体(间苯二甲酰氯和均苯三甲酰氯混合物)浓度0.08～0.1mol·L-1;聚合反应时间 3～5min.在0.4MPa、25℃条件下,实验测得复合纳滤膜的水通量为4.12L·m-2·h-1·bar-1,膜对浓度为0.01mol·L-1的NaCl的截留率为30%～40%, 对浓度为0.005mol·L-1的Na2SO4 的截留率为80%～90%; 对分子量不低于300g·mol-1的有机物的截留率高于95%.该膜的分离性能接近于商业纳滤膜,其分离机理主要表现为'筛分机理'以及膜与电解质之间的荷电作用.

戊二醛交联的壳聚糖硫酸酯/聚砜复合纳滤膜的制备及截留特性

采用均相合成的方法制备了一种典型的两性聚电解质?壳聚糖硫酸酯(SCS)。以SCS的水溶液为复合纳滤膜活性层铸膜液,戊二醛为交联剂,聚砜超滤膜为基膜,采用涂敷与交联的方法制备了壳聚糖硫酸酯/聚砜(SCS/PSF)复合纳滤膜,采用环境扫描电镜(ESEM)对其表面和断面结构进行了表征,并研究了活性层铸膜液的组成及制备条件对复合膜截留性能的影响。所制得的复合NF膜在13～15℃、0.30MPa下,对1000mg·L-1Na2SO4和NaCl溶液的截留率分别为91.2%、48.5%,通量分别为3.2、6.7kg·m-2·h-1。SCS/PSF系列复合膜对无机盐的截留顺序为:Na2SO4>NaCl>MgSO4>MgCl2。实验结果表明SCS/PSF复合膜表面活性层因吸附电解质溶液中的阴离子而荷负电,并由此决定其对无机盐的截留性能。

界面缩聚法制备聚酰胺复合纳滤膜——I.复合纳滤膜的制备及其结构

利用界面缩聚法制备聚酰胺复合纳滤膜 ,并系统地研究了单体浓度、单体种类、酸吸收剂浓度、乳化剂及基膜等因素对纳滤膜的结构与性能的影响。制得的复合纳滤膜在 0 .6MPa的操作压力下 ,对 1 g/L的 PEG60 0、Na2 SO4 溶液截留率分别达到 90 %和 95 % ,通量为 45 L /( m2 · h) ,同时结合接触角测定仪和原子力显微镜对纳滤膜表面的测定结果 。

一种新型羧甲基甲壳素/聚丙烯腈复合纳滤膜的研究

羧甲基甲壳素（CM-CH）溶液浇铸在聚丙烯腈超滤膜上，并与环氧氯丙烷（ECH）交联制得1种新型的复合纳滤膜，研究了复合膜的制备影响因素及操作条件对膜的性能的影响，结果表明：当羧甲基甲壳素的浓度为2．096，环氧氯丙烷的浓度为2．5％，6012下交联24．0h，然后5012下热处理10min条件下制备的复合纳滤膜的截盐效果最好。表征结果表明：对聚乙二醇的截留分子量为550Da，孔径在（6．6～7．8）×10^-10m之间，离子交换容量为2．94mmol·cm^-2，静电位为-0．20mV。对1000mg·L^-1的K2SO4，Na2SO4，MgSO4，KCl，NaCl，MgCl2和CaCl2溶液的截盐率分别为93．33％，91．00％，42．61％，36．10％，44．00％，9．26％和14．21％。研究表明，复合膜对不同盐的截留行为主要决定于荷电膜与电解质离子之间静电斥力的大小。另外还发现该膜具有较好的耐藻类吸附性。

界面缩聚法制备聚芳酯复合纳滤膜的研究 Ⅰ.基膜的制备

分别以聚醚砜（ＰＥＳ），磺化聚砜（ＳＰＳＦ）和ＰＥＳ合金膜为基膜，分析了相容性对膜性能以及不同种类基膜对界面缩聚的影响。用电镜分别观察ＰＥＳ单组分膜和合金膜的断面形貌。结果表明：用小孔径的合金膜为基膜得到的复合膜具有较好的脱盐能力，对Ｎａ２ＳＯ４的脱除率达到９０％。

界面聚合法制备聚哌嗪酰胺复合纳滤膜

以聚醚砜超滤膜为基膜,哌嗪(PIP)为水相单体,均苯三甲酰氯(TMC)为有机相单体,采用界面聚合法制备了复合纳滤膜,扫描电镜、表层的红外分析结果表明在基膜表面聚合了一层聚酰胺膜,膜性能测定结果表明膜表面荷负电,对不同无机盐的截留率为Na2SO4>MgSO4>MgCl2>NaCl。界面聚合条件对膜性能的影响表明,最佳聚合条件为:PIP浓度0.5%～2%,TMC浓度0.15wt%～0.75wt%,聚合时间≥1min,热处理温度60℃～80℃,时间15 min左右。

界面聚合法制备海藻酸钠/聚砜复合纳滤膜

以聚砜(PS)超滤膜为基膜,海藻酸钠(Sodium Alginate,NaAlg)和均苯三甲酰氯(TMC)分别为水相和油相反应单体,经界面聚合反应制备一种新型复合纳滤膜.研究了制备影响因素对复合膜分离性能的影响,并利用扫描电镜(SEM)对复合膜的表面形态和断面结构进行了表征.结果表明,当海藻酸钠的质量分数为2.0%,TMC的质量分数为0.25%,TMC反应时间为30s,热处理温度为50℃,热处理时间为10min时所制备的膜性能最好.所制备的复合纳滤膜在操作压力1.0MPa下,对1 000mg/L的Na2SO4溶液的脱盐率为84.9%,通量为12.2L/(m2.h).

正交试验优化复合纳滤膜复合条件

采用聚砜基膜,以哌嗪水溶液与均苯三甲酰氯正己烷有机溶液发生界面聚合反应,在聚砜基膜上形成一超薄脱盐层,从而制备聚哌嗪酰胺复合纳滤膜.制备过程中影响复合纳滤膜性能的因素是多方面的.着重讨论了水相浓度、有机相浓度、有机相处理时间的影响.采用正交试验法对制备条件进行优化,制得性能较佳的复合纳滤膜.

纳米碳管改性聚哌嗪酰胺复合纳滤膜的制备

采用混酸(H2SO4/HNO3=3/1(V/V))处理多壁碳纳米管(MWNTs)制备了羧基化碳管(Carboxylated MWNTs),并与哌嗪(PIP)反应,制备了胺化的多壁纳米碳管(Amine functionalized MWNTs)。以聚砜(PSf)超滤膜为基膜,以均苯三甲酰氯(TMC)为油相单体和胺化的多壁纳米碳管与哌嗪(PIP)为水相单体,采用界面聚合法制得多壁碳纳米管改性聚哌嗪酰胺复合纳滤膜。采用傅里叶红外光谱(FT-IR)、拉曼光谱(RAM)、X射线光电子能谱(XPS)和扫描电子显微镜(SEM)和静态接触角表征了改性前后碳纳米管和复合膜的结构,结果表明哌嗪成功氨化改性了碳纳米管,基膜表面复合了一层聚哌嗪酰胺膜。重点考察了碳管在水相中添加量、TMC浓度、聚合时间对复合膜性能的影响,结果显示,在有机相单体浓度为1 g?L?1,水相单体浓度为2 g?L?1,水相中多壁碳纳米管的浓度为0.1 g?L?1,反应时间为45 s,复合膜的纯水通量为85.6 L?m?2?h?1,Na2SO4的截留率达到98%,对不同盐溶液的截留效果分别为:Na2SO4>MgSO4>MgCl2>NaCl。水相中碳纳米管的加入,能有效改善膜的分离性能。

胺基化氧化石墨烯复合纳滤膜对染料的截留性能研究

采用N,N-二甲基乙二胺对Hummers法制备的氧化石墨烯(GO)进行荷正电改性,得到胺基化氧化石墨烯(AGO);然后以聚砜超滤膜为基膜,采用压力驱动自组装法分别制备GO和AGO复合纳滤膜,选择阳离子染料亚甲基蓝和阴离子染料甲基橙作为模型染料,考察改性前后GO纳滤膜的纯水渗透通量及其对不同荷电性染料的脱除效果。结果表明,改性后AGO纳滤膜的纯水渗透通量明显高于GO纳滤膜,且相同压力、相同浓度下AGO纳滤膜对亚甲基蓝的脱除率明显高于GO纳滤膜,而对甲基橙的脱除效果与之截然相反,证明N,N-二甲基乙二胺对增强GO表面荷正电性改性成功。

PDA/PIP二胺混合聚酰胺复合纳滤膜制备及性能表征

以聚砜超滤膜为基膜,通过间苯二胺(PDA)、哌嗪(PIP)与均苯三甲酰氯(TMC)界面聚合制备复合纳滤膜.研究了不同PDA/PIP比例下复合纳滤膜的分离性能、接触角、功能层化学结构及表面形貌特征,分析探讨了界面聚合条件对膜性能的影响.结果表明:随着PDA/PIP混合体中PDA含量的减小,功能层聚集态逐渐从部分结晶向无定形状态转变,导致膜面粗糙度及接触角减小,膜通量上升而截留率下降;PDA/PIP质量比为25/75时膜性能最佳,最佳聚合条件为:PDA、PIP和TMC浓度分别为0.5 wt%、1.5 wt%、和0.1 wt%,反应时间60 s,热处理温度及时间为80℃和3 min.最佳条件下所得纳滤膜对四种无机盐的截留效率为Mg SO4>Na2SO4>Mg Cl2>Na Cl;相应通量大小为:Na Cl>Mg Cl2>Na2SO4>Mg SO4.

pH响应性复合纳滤膜

首先研究了液-液静态界面聚合反应界面处的pH值与反应时间的关系,然后以聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯(PDM AEM A)作为交联预聚物,利用双苄基试剂进行季铵化反应,在聚砜基膜表面固载PDM AEM A凝胶层,制得荷正电的复合纳滤膜。研究了pH值与凝胶层溶胀度和复合膜分离性能的关系。实验表明,界面聚合产生的季铵盐有两相相容性,在反应中起到自催化作用;此膜面界面聚合在特定的pH值范围才能得到性能良好的纳滤膜;PDM AEM A水凝胶层随pH值的变化溶胀度有明显变化;所制得的复合纳滤膜具有pH敏感性。

界面聚合制备壳聚糖和均苯三甲酰氯复合纳滤膜

以低分子量有机物脱盐为目标,实验以壳聚糖(CS)和均苯三甲酰氯(TMC)为反应单体,通过界面聚合反应在聚砜(PSF)/聚醚砜(PES)共混超滤膜上形成复合层制备纳滤膜。SEM扫描结果表明,该界面聚合反应可以在基膜的表面形成致密选择层;而红外检测结果表明该反应主要是CS分子上的-NH2与TMC分子上的酰氯基发生了酰化反应。实验结果表明:CS在醋酸水溶液中质量分数增大,TMC在正己烷中质量分数增大,界面聚合时间增长和热处理温度增高,都会导致膜的通量降低,同时膜对有机物和电解质的截留率增大。实验优化的界面聚合工艺条件为:CS0.5%(wt);TMC0.2%(wt);CS溶液浸没基膜10min后与TMC溶液进行界面聚合反应2min,在70℃下热处理10min后浸泡在0.2%SDS溶液中2h后晾干。在优化条件下,膜对PEG2000的截留率可达到92%,对NaCl、MgCl2、MgSO4和Na2SO4的截留率分别为7.8%、19.4%、23%和32.8%,该膜对于低分子量有机物与电解质的分离可能会有较好的结果。

新型季铵化壳聚糖/聚丙烯腈(PAN)复合纳滤膜的制备及其截留性能研究

以聚丙烯腈超滤膜为支撑底膜,2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖水溶液为表面活性层的铸膜液,以丙三醇缩水甘油醚为交联剂,制备了季铵化壳聚糖/PAN荷正电复合纳滤膜,并确定了最佳的制膜条件。该复合膜很明显由两层组成,上层是较薄且致密的壳聚糖季铵盐表层,下层是非对称的多孔聚丙烯腈支撑层。复合膜的纯水渗透系数为16.6 L/(h.m2.MPa),对不同类型的无机盐呈现不同的截留规律。该膜对钙、镁高价阳离子有很高截留率,可望用于脱钙和镁及水的软化。

环氧氯丙烷交联季铵化壳聚糖/聚砜复合纳滤膜的制备

将2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖(HACC)的铸膜液与聚砜超滤膜进行复合,用环氧氯丙烷(ECH)交联,制备了一种新型荷正电复合纳滤膜.结果表明,该类膜呈复合结构,截留分子量为720;20℃时,膜的纯水渗透系数为12.6 L.h-1.m-2.MPa-1;对不同无机盐料液的截留的顺序由高到低为:MgCl2,NaCl,KCl,MgSO4,Na2SO4,K2SO4.

混酐交联壳聚糖季铵盐/聚丙烯腈复合纳滤膜的研究

采用流延的方式,将季铵化壳聚糖溶液与聚丙烯腈超滤膜进行复合,以混酐作交联剂,制备了一种荷正电复合纳滤膜。探讨了交联剂浓度、交联温度等因素对膜性能的影响。此外,对膜的部分特征进行了研究。利用电境扫描对该代表膜结构进行了观察。在20℃和料液流速为30 L/h时,该膜的截留分子量约为565 Da(纳滤范围之内)。膜的纯水渗透系数为6.99 L/(h.m2.MPa),对不同无机盐的截留顺序为:CaCl2>MgCl2>NaCl>KCl>MgSO4>Na2SO4>K2SO4,呈现荷正电纳滤膜的截留特征。并且对CaCl2、MgCl2的截留率达0.95以上,可期望用于废水中硬度的降低。

一种新型复合纳滤膜对污水的深度处理研究

考察了一种新型荷负电羧甲基甲壳素／聚丙烯腈复合纳滤膜对污水（中水）的处理效果。结果表明：在1．0MPa、30L／h、室温下，经纳滤膜处理后，溶解态总磷、硝态和亚硝态总氮及CODCr的平均截留率分别可达70％、83％和94％以上，而色度几乎可完全去除。纳滤膜出水CODCr为3．0～10．2mg／L，达到GB3838-2002地面水Ⅰ类水质标准；硝态和亚硝态总氮（以氮计）质量浓度为2．7～3．5mg,／L，达到GB5749—85生活饮用水标准；溶解态总磷（以磷计）质量浓度为1．0～1．7mg,／L，已接近1mg／L的污水GB8978-1996Ⅱ级排放标准。提出，由于PO4^3-与水体中H^＋、Ca^2＋、Mg^2＋等阳离子较易形成缔合离子或络合离子，减弱了与荷负电的纳滤膜的库仑排斥作用，从而使其截留率小于NO3^-或NO2^-；该纳滤膜适于油田采出污水处理、污水（中水）脱磷、氮和CODCr的深度处理及含磷废水的脱磷处理。