二氧化钛涂覆中空纤维膜微萃取-电热蒸发-电感耦合等离子体质谱分析环境样品中痕量重金属

采用溶胶-凝胶法制备了Ti O2涂覆中空纤维膜,并对其进行了X射线衍射和扫描电镜表征。考察了其对多种金属离子的吸附行为,最佳的萃取条件为试样的p H=8.0,在搅拌速率700 r/min下萃取30 min,使用100μL 1 mol/L HNO3进行解吸。基于此,建立了Ti O2涂覆中空纤维膜微型化固相萃取-电热蒸发（ETV）-电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）联用测定环境水样中痕量重金属的新方法。本方法对Cr（Ⅲ）,Cu（Ⅱ）,Cd（Ⅱ）和Pb（Ⅱ）的检出限分别为0.039,0.021,0.009和0.018 ng/m L,富集倍数为10.3~18.6倍。自制Ti O2涂覆中空纤维膜的制备重现性（RSD）为4.5%~6.8%（批内）和7.7%~9.6%（批间）。本方法被成功应用于标准水样、东湖水和雪水中Cr（Ⅲ）,Cu（Ⅱ）,Cd（Ⅱ）和Pb（Ⅱ）的分析。另外,将Ti O2涂覆中空纤维膜与Ti O2涂覆中空纤维膜搅拌棒进行了比较,结果表明,Ti O2涂覆中空纤维膜不仅制备简单,而且对目标金属离子具有较高的萃取效率和吸附容量。

载二氧化钛聚醚醚酮中空纤维膜光催化反应器的制备及性能

以二氧化钛(TiO_(2))为光催化剂、聚醚醚酮(PEEK)中空纤维膜为基体,分别采用了溶胶-凝胶法、共混法及化学接枝法3种方法制备PEEK-TiO_(2)膜光催化反应器。通过扫描电子显微镜、X射线能谱、X射线衍射、热重分析等测试表征方法详细对比了PEEK-TiO_(2)膜的结构与性能;并以柠檬黄为模型染料测定了PEEK-TiO_(2)膜光催化反应器的光催化性能。结果表明,溶胶-凝胶法和化学接枝法制备得到的PEEK-TiO_(2)膜具有完整的表面及截面形貌,TiO_(2)主要分布在膜的表面,膜的亲水性和渗透性能得到提升。共混法制备得到的PEEK-TiO_(2)膜内部存在缺陷,TiO_(2)主要被包埋在树脂基体内部。光催化性能测试表明,溶胶-凝胶法、共混法和化学接枝法制备得到的光催化膜反应器对柠檬黄染料降解效率(5 h)分别为100%,1%和98.63%。重复实验表明,化学接枝法制备得到的PEEK-TiO_(2)膜反应器具有优异的重用性能,二次实验对柠檬黄的降解效率达到82.71%。因此,化学接枝法是PEEK中空纤维膜固定化负载TiO_(2)光催化剂的有效方法。

聚丙烯膜的表面涂覆改性及二氧化硫吸收性能

本文以硫化氟硅橡胶(SiF)为疏水改性剂,用表面涂覆法在聚丙烯(PP)中空纤维膜表面及其孔道构建SiF涂层,以提高PP中空纤维膜的疏水性。傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)结果证明SiF成功黏附在PP中空纤维膜表面,形成疏水性PP中空纤维膜(PP-SiF)。SiF的涂覆不影响PP中空纤维膜的结构,并能显著增强PP-SiF中空纤维膜的疏水性。当SiF的质量分数为8%时,PP-SiF-4中空纤维膜的水接触角最大(133.8°),比纯PP中空纤维膜增加了40.07%。而且,由PP-SiF-4中空纤维膜组成的单支组件对二氧化硫(SO2)的去除率为61.55%。由此可知,本研究为PP中空纤维膜在SO2领域的应用提供了新的实验思路和研究基础。

纳米二氧化钛在膜反应器中循环光催化降解亚甲基蓝

以低压汞灯为光源,纳米二氧化钛为催化剂,对纳米二氧化钛在膜反应器中循环光催化降解亚甲基蓝进行了研究,探讨了催化剂加入量、进料速度对降解率和降解速率的影响。结果显示,当纳米二氧化钛加入量和亚甲基蓝进料速度一定时,在一定时间内亚甲基蓝的光催化降解可达到平衡,降解曲线出现拐点。随着催化剂加入量的增加或进料速度变慢,降解拐点前移,降解率提高。纳米TiO2加入量为2.0 g.L-1,进料速度为15 mL.h-1时,降解拐点时间为150 min,降解率高达到88%。对膜反应器截留效果及膜污染情况进行的分析表明,膜反应器对纳米TiO2有很好的截留作用,在连续补充料液的循环反应中,透过液中TiO2的浓度为2.836 mg.L-1时,TiO2损失率仅0.142%。

氧化铝多孔中空纤维陶瓷膜表面修饰研究

采用Al2O3修饰液对氧化铝多孔中空纤维陶瓷膜表面进行修饰,将修饰过的中空纤维膜在1550℃下进行高温烧结。然后测量修饰前后中空纤维膜的有效参数,以考察修饰液对氧化铝中空纤维膜的修饰效果;通过扫描电子显微镜(SEM)对修饰前后的陶瓷膜表面进行检测,来考察修饰前后的中空纤维膜表面的微观结构的变化。实验结果表明,Al2O3修饰液对氧化铝多孔中空纤维陶瓷膜具有较好的修饰效果,而且修饰液的组成、涂覆方法、涂覆次数对Al2O3多孔中空纤维陶瓷膜的修饰效果有很大影响。当Al2O3修饰液的浓度比较高时,会导致修饰后的中空纤维膜修饰表面很厚,对膜的修饰不均匀;而修饰液浓度较低时,不会出现上述情况;对比提拉涂覆和旋转涂覆后的中空纤维膜可以发现,旋转涂覆对中空纤维膜的修饰效果较好;对于同种浓度且当修饰液浓度适当时,提拉两次,修饰效果会更好。

中空纤维复合纳滤膜的研究进展

从基膜制备工艺、新型功能层材料、涂覆工艺和基膜与功能层间相互作用机理等4方面综述国内外中空纤维复合纳滤膜的研究进展,并对其制备方法中亟需深入研究的内容和其应用前景进行展望.

TiO_2/PVDF复合中空纤维膜的制备和表征

采用相转化法制备了二氧化钛 (TiO2 ) 聚偏氟乙烯 (PVDF)复合中空纤维膜 .应用牛血清白蛋白截留实验、扫描电子显微镜、热重分析、X射线衍射分别对复合膜的分离性能、微观结构、热稳定性和晶相组成进行了分析 .结果表明复合膜的性能与纯PVDF膜的相比有显著的改善 ,其中对牛血清白蛋白的截留率从 3 2 7%提高到 86 6 7% ,单根纤维的断裂应力从 3 35MPa提高到 4 70MPa ,提高了 4 0 3% .氮气吸附实验测定的孔径分布进一步表明复合膜的孔径分布变窄 ,孔径变小 .

无机添加剂对PVDF/PMMA/TPU中空纤维共混膜结构与性能的影响

采用相转化法制备纳米氧化物PVDF/PMMA/TPU共混中空纤维膜。测定共混膜的纯水接触角和黏度、并经扫描电子显微镜、共混膜的超滤实验和拉伸实验分别对不同添加剂膜的亲水性能、微观结构、超滤性能和机械性能进行了分析。结果表明,纳米氧化物的加入使膜的性能有明显的改善,其中无氧化物、添加SiO2、TiO2、Al2O3的PVDF/PMMA/TPU复合膜对牛血清白蛋白的截留率分别为28.7%、65.8%7、1.4%和79.6%,同时添加无机氧化物的膜水通量也较未添加无机氧化物的膜有所提高;而且无机氧化物的加入还能改善膜的亲水性能和机械性能。

烧结温度对TiO2/不锈钢中空纤维复合膜结构和性能的影响

不锈钢中空纤维膜基膜孔径大,直接涂覆分离层容易产生表面缺陷。在二氧化钛悬浮液中加入聚乙烯醇作为黏结剂,通过真空辅助抽滤法在不锈钢中空纤维基膜表面形成一层均匀的分离层。通过高温烧结得到了TiO_2/不锈钢中空纤维复合膜,考察了烧结温度对于TiO_2/不锈钢中空纤维复合膜表面分离层形貌和结构的影响。不同烧结温度时,TiO_2/不锈钢中空纤维复合膜的表面形貌有所差异;随着烧结温度的升高,不锈钢复合膜的孔径和纯水通量均先升高再下降。当烧结温度为500℃时,表面涂层均匀,孔径分布集中,水通量较高。最后,以SPT-500膜测试了水包油乳液分离效果,分离效率达到99%以上,且具有良好的抗污染性能。

高渗透性ZrO_(2)中空纤维陶瓷超滤膜的制备研究

以采用相转化法制备的高渗透性中空纤维陶瓷微滤膜为支撑体,通过溶胶浸渍涂覆技术制备了小孔径ZrO_(2)陶瓷超滤膜.研究了支撑体预处理、溶胶组成、热处理温度、涂覆次数等因素对制备的ZrO_(2)超滤膜的微结构及性能的影响.结果表明,适量钇的引入可使ZrO_(2)形成稳定的立方萤石结构晶相,可避免膜层出现开裂.在优化的热处理温度、溶胶组成条件下,通过二次涂覆可在中空纤维膜支撑体表面制备出连续光滑、无缺陷的ZrO_(2)膜层,膜厚度和平均孔径分别为450 nm和12 nm,相应的陶瓷膜的纯水通量和抗弯强度分别可达到2020 L/(m^(2)·h·MPa)和97.1 MPa.

钛中空纤维膜改性及应用研究

采用相转化法制备高致密的钛中空纤维膜后,使用电化学阳极沉积法在其表面负载二氧化钛TiO_(2)纳米结构进行改性,并以罗丹明B(RhB)为模拟有机废水评价其催化降解性能。结果表明,以钛粉(Ti)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、钯(Pd)、聚砜(PS)为铸膜液原料,且NMP:PS=6:1,烧结温度为1000℃制得的高致密钛中空纤维膜,将其浸泡于TiCl_(3)溶液中,在恒电流10mA/cm^(2)、沉积时间10min条件下,可在钛中空纤维膜载体表面负载平整光滑的线状纳米TiO_(2)。与纯钛板和纯钛中空纤维膜相比,负载纳米TiO_(2)的钛中空纤维膜,对浓度为8mg/L的RhB溶液的电化学降解速率最快,其降解效率在40min内可达95%。

SiO_2/PDMS/PVDF复合膜渗透蒸发回收煤化工废水中酚

采用PVDF中空纤维为基膜,以Si O_2填充PDMS溶液为涂覆液,进行动态负压涂覆,制备Si O_2/PDMS/PVDF复合膜材料,回收处理煤化工废水中的酚。通过扫描电镜(SEM)、能量弥散X射线能谱仪(EDS)及接触角测试仪对Si O_2/PDMS/PVDF复合膜材料进行了表征,并研究了Si O_2质量浓度、涂覆时间对Si O_2/PDMS/PVDF复合膜材料渗透蒸发性能的影响。当Si O_2填充质量浓度占PDMS质量浓度的12%,涂覆时间60 min条件下,制得的Si O_2/PDMS/PVDF复合膜具有最佳的渗透蒸发性能。保持进水温度50℃,膜后压力50 k Pa,进水流速10 L/h,酚通量达到7.16 g/(m^2·h),分离因子为4.26。

膜蒸馏用抗污染PVDF复合膜的制备与研究

提高膜表面的疏水化及液体进入压力(LEP)是减缓膜蒸馏过程中膜污染问题的有效策略.以聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜为基膜,采用浸渍涂覆-固化法将乳液组装到PVDF膜表面,制备了具有抗污染性能的复合膜.探究了涂覆时间对膜的形貌及性能的影响,并考察了复合膜的抗污染和抗结垢性能.结果表明,当涂覆时间为20min时,复合膜的水接触角达到115°,LEP达到0.75 MPa.在DCMD浓缩实验中,复合膜在分别处理质量分数3.5%NaCl、质量浓度50 mg/L的HA和14.7 mmo/L CaSO_(4)水溶液时,膜通量稳定,冷凝液电导率保持在10μS/cm以内,表现出优异的抗污染和抗结垢性能.此外,考察了中空纤维复合膜的稳定性.结果表明,复合膜在浓缩质量分数3.5%NaCl水溶液时,膜通量为16 kg/(m^(2)·h),冷凝液电导率保持在15μS/cm以内,表现出良好的长期稳定性能.

PVDF-TiO_2复合中空纤维膜的制备与表征

将纳米二氧化钛(TiO2)粒子与4类制膜添加剂复配处理,采用相转化法制备聚偏氟乙烯(PVDF)-TiO2复合中空纤维膜,讨论了纳米TiO2粒子对复合膜结构和性能的影响。通过扫描电子显微镜、X射线衍射、能谱分析、热重分析、拉伸试验、接触角测定和超滤实验分别表征了复合膜的微观孔结构、晶相结构和复合均匀性、热稳定性、机械性能、亲水性、超滤性能以及抗污染性能。结果表明:通过添加TiO2粒子复配添加剂,复合膜的性能得到有效改善。复配添加剂中w(TiO2)为2%(占PVDF固含量的质量分数)时,纯水通量由348 L/(m2·h)提高至377 L/(m2·h),牛血清蛋白截留率由68%提高至90%,断裂强度和抗污染性能提高,复合膜综合性能优异。

静电纺复合隔热纳米纤维膜的制备及性能

采用同轴静电纺丝工艺制备含有不同质量分数二氧化钛中空微球的复合隔热纳米纤维膜,借助扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察微球及纤维形貌,分析微球直径及纤维直径的变化原因。隔热性能测试结果显示:添加20%钛酸四丁酯和2 mL氨水得到的微球隔热温差最大,可达4.2 K;添加2%微球进行同轴静电纺丝,纤维膜热阻可达0.0725 m^(2)·K/W。力学性能测试结果表明:随着中空微球含量增加,断裂伸长和断裂强度先增加后减小;当添加量为2%时断裂强力最大,为7.51 MPa。