高负载氧化铝复合膜的制备及其油水分离性能

为提升聚砜膜的亲水性与抗油污染性能,采用共混亲水性无机纳米粒子——氧化铝的方式对其进行改性。通过非溶剂诱导致相转化法制得Al2O3/PSF复合膜,系统研究氧化铝与聚砜的质量比对铸膜液黏度、膜结构、孔隙率、力学性能、膜渗透性能和油水分离性能的影响。结果表明:当氧化铝与聚砜的质量比为7:1时,膜的孔隙率为78.04%,水接触角为37°,纯水通量达到最高的1500 L/(m^(2)·h·bar)(1 bar=100 kPa),油水乳液的渗透通量为320 L/(m^(2)·h·bar),并且除油率高于99%。与改性前相比,该膜展现了优异的油水分离性能。

联苯酚基聚芳酯疏松纳滤膜的制备及其性能

设计合成了具有非平面构型的6,6′-OH-2,2′-BIPOL单体,将其与均苯三甲酰氯(TMC)在聚丙烯腈(PAN)基膜表面界面聚合,制备了2,2′-联苯酚基聚芳酯(hydroxyl-BIPOL/PAN)疏松纳滤复合膜.考察了界面聚合时间对hydroxyl-BIPOL/PAN复合膜形貌以及分离性能的影响.结果表明,基于2,2′-联苯酚基聚芳酯(hydroxyl-BIPOL/TMC)分离层独特的非平面构型,该复合膜表现出高的纯水渗透通量和优异的染料脱盐性能.hydroxyl-BIPOL/PAN-5复合膜的纯水渗透通量高达629.4 L/(m^(2)·h·MPa),对碱性蓝26染料的截留率为99.7%,对MgSO_(4)的截留率仅为16.9%.证实了2,2′-联苯酚基衍生物适用于制备高渗透选择性疏松纳滤膜,拓展了用于制备下一代高性能薄层复合(TFC)纳滤膜的预聚物单体的设计思路.

聚多巴胺和溶菌酶共沉积制备超滤膜及其耐污染性能研究

采用聚多巴胺(PDA)和溶菌酶(Lys)在聚砜基膜上共沉积对其进行改性,制备出具有耐污染性能的超滤膜。通过傅里叶变换红外光谱仪(ATR-FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线光电子能谱仪(XPS)、接触角测量仪、固体表面Zeta电位仪等表征手段对膜的结构及表面性质进行了表征。通过研究多巴胺和溶菌酶的质量比对超滤膜耐污染性能的影响,探索出膜的最佳制备参数,最终制备出具有优异耐污染性能的溶菌酶超滤膜。

我国中空纤维膜技术与产业发展战略研究

中空纤维膜技术是解决当前全球面临的水资源与能源危机、环境污染等重大问题的共性关键技术之一,也是节能减排、清洁生产、系统效率与产品品质提升等实现高质量发展的重要技术支撑。本文系统分析了中空纤维膜发展的战略需求、现状与趋势,指出了我国中空纤维膜技术在各个细分领域中存在的主要问题和未来创新重点,明确了2025年和2030年的发展目标。研究提出中空纤维超/微滤膜、高品质疏水膜、新膜技术、废旧膜回收4个方面的重点任务与要求,并从人才管理、创新投入、行业规范、国际合作4个方面给出了保障措施建议,以期为我国中空纤维膜产业高质量发展提供参考。

ZIF-8-NH2/有机硅杂化膜的制备及渗透汽化脱盐性能研究

石油和天然气开采、电厂脱硫及海水淡化等工业活动会产生大量的高含盐废水,有效处理这些高盐废水是实现液体零排放的关键。本研究以多孔α-Al2O3陶瓷膜为支撑体,将氨基功能化的沸石咪唑酯骨架结构材料(ZIF-8-NH2)填充到1,2-二(三乙氧基硅基)乙烷(BTESE)中,制得ZIF-8-NH2/有机硅杂化膜,将其应用于高浓度盐水渗透汽化脱盐,并系统考察了ZIF-8-NH2含量、进料温度与浓度等因素对其脱盐性能的影响。实验结果表明,与BTESE膜及ZIF-8/BTESE杂化膜相比,氨基功能化的ZIF-8-NH2/BTESE杂化膜的水渗透率和盐截留率均有所提高。在连续50 h渗透汽化脱盐测试中,ZIF-8-NH2/BTESE杂化膜表现出优异的结构稳定性,NaCl表观截留率始终保持在99.95%以上,水渗透率保持在6.3×10−11 m3/(m2·s·Pa)以上。此外,NaCl截留率几乎不受进料温度和进料浓度的影响,在高盐废水处理领域表现出良好的应用前景。

陶瓷膜的低成本制备及其油水分离应用研究进展

无机陶瓷膜因抗污染性能好,机械强度高,耐酸、耐碱,再生性好等优势在含油废水处理方面备受关注.然而,陶瓷膜较高的生产成本和实际应用过程中的膜污染仍限制着其大规模工业化应用.采用低成本陶瓷材料和高效的膜制备技术设计低成本油水分离陶瓷膜可有效降低其生产成本,此外,膜污染控制与评价也是有效推动其工业化应用的重要环节,成为目前油水分离陶瓷膜的研究重点之一.本文从低成本膜材料、高效膜制备工艺及膜污染评价3个方面概述并总结了目前低成本油水分离陶瓷膜的研究进展,并对油水分离陶瓷膜未来的发展方向进行展望,为推动低成本高性能陶瓷膜技术在工业化含油废水处理中的应用提供参考.

微孔桥联有机硅杂化膜的制备方法及影响因素研究进展

桥联型有机硅是以桥联倍半硅氧烷为硅源前驱体,通常利用溶胶-凝胶法水解缩聚反应制得.与传统基于正硅酸乙酯(TEOS)制备的无机SiO2材料相比,桥联有机硅膜具有更优良的水热稳定性及孔道类型、尺寸、表面性质便于灵活调控等独特优点,使其在气体分离、反渗透脱盐、渗透汽化脱水、有机溶剂分离等领域展现出广阔的应用前景和独特的性能优势.主要介绍了桥联型有机硅前驱体类型、制膜方法以及影响分离性能的因素,并探讨了其在膜分离领域的应用研究进展.

静电纺丝纳米纤维膜蒸馏膜的结构设计与调控策略

膜蒸馏(MD)技术在海水淡化及高盐废水处理中展现出极大的优势与潜力,但是目前的MD膜仍存在通量低和易润湿等缺点.静电纺丝纳米纤维膜具有孔隙率高、孔结构相互贯通等特点,能够显著提高MD过程的传质效率,成为目前MD领域的研究热点.本文从MD膜的传质、传热过程以及膜浸润的角度出发,详细总结了影响膜性能的结构参数,从均质纳米纤维膜、非均质纳米纤维膜两方面对目前静电纺丝纳米纤维膜的结构设计以及在MD中的研究进行了评述,并对未来高性能静电纺丝MD膜的结构优化方向及发展前景做出展望.

聚合物支撑柔性有机二氧化硅杂化膜的制备与异丙醇脱水应用研究

以1,2-二(三乙氧基硅基)乙烷(BTESE)为硅源前驱体,通过溶胶-凝胶法在多孔聚合物基底上沉积桥联微孔有机二氧化硅活性分离层,制得高性能聚合物支撑的柔性有机二氧化硅"层杂化"膜.采用场发射扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换衰减全反射红外光谱仪(ATR-FTIR)与X射线光电子能谱仪(XPS)等手段系统地考察了支撑体孔径大小以及有机二氧化硅溶胶含量对有机二氧化硅层的形貌以及杂化硅微孔网络的影响.随后,将该膜应用于异丙醇/水混合液(异丙醇质量分数90%)的蒸汽渗透脱水.研究发现,通过改变溶胶含量和基膜孔径,可有效调控柔性有机二氧化硅"层杂化"膜的结构与成膜质量,最终获得具有高性能的柔性有机二氧化硅杂化膜.结果表明,随着BTESE溶胶含量的增加,BTESE层厚度呈线性增加,溶胶质量分数为5%时,BTESE层厚约300 nm,膜BTESE 5%/NTR7430的分离因子最高可达1200,水通量约为1.77 kg/(m^(2)·h).此外,聚合物基膜的孔径尺寸也明显影响有机二氧化硅活性层的沉积量并最终影响膜的分离性能.