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 .

新型复合中空纤维膜的纺制方法Ⅱ.纺丝工艺研究

本文就复合中空纤维膜的纺制工艺和纤维成型条件对中空纤维分离性能的影响进行了系统的研究。结果表明，通过调节两种纺丝原液的供量比，可以方便地控制复合层的相对厚度；复合成膜均匀，界面粘接性好，有互渗性，无分层剥离现象；对外压式中空纤维膜，复合中空纤维膜孔径主要取决于复合层膜，同时在一定条件下，基膜也不决定复合中空纤维的透过通量。

“复合中空纤维膜制膜方法研究”项目通过市教委验收

山我校中空纤维膜材料与膜过程教育部重点实验室马世虎博士承担的天津市高校科技发展基金项目“复合中空纤维膜制膜方法研究”于2005年8月23日通过市教委组织的专家验收。

PVDF-DCOIT复合中空纤维膜制备与抗污染性能研究

将有机杀菌剂4,5-二氯-N-辛基-4-异噻唑啉-3-酮(DCOIT)以适当浓度物理共混于聚偏氟乙烯(PVDF)中来制备一种新型的抗污染膜.实验表明,DCOIT含量为3%的PVDF-DCOIT复合中空纤维膜具有最佳性能.相比PVDF膜,PVDF-DCOIT复合中空纤维膜亲水性和纯水通量分别提升了22.9%和64.6%.SEM、EDS和AFM表征分析也反映出更好的表面形貌和更加光滑的膜表面,这些因素都有利于膜污染的缓解.在抗污染实验中,添加DCOIT后牛血清白蛋白、海藻酸钠和腐殖酸对膜表面的污染降低了26%、120%和74%;而在厌氧污泥中PVDF-DCOIT复合中空纤维膜的通量恢复效率也提高了39%.

壳聚糖/聚砜复合中空纤维膜的制备及其CO_2/N_2分离性能研究

以壳聚糖(CS)为涂层材料,聚砜(PSf)为基膜材料,运用浸渍涂覆的方式制备了壳聚糖/聚砜复合中空纤维膜,考察了壳聚糖质量分数、涂覆时间以及操作温度和压力对CO2、N2的渗透分离性能的影响。结果显示,在聚砜基膜上涂覆壳聚糖材料后,可有效提高CO2/N2分离系数;CO2、N2的渗透速率符合Arrhenius关系式;CO2在复合中空纤维膜中的渗透由溶解-扩散和促进传递两方面主导,而N2的渗透符合溶解-扩散模型。

Ag复合中空纤维膜的制备与性能

以化学镀法制备了Ag复合中空纤维膜,考察了温度对Ag膜的影响,测试了气体渗透性能。结果表明,化学镀温度45℃时,有利于Ag颗粒在载体上的有效沉积,可以形成连续致密的Ag膜。150~300℃,氧渗透通量随压力和温度的增大而增加,氮气渗透通量逐渐减小。300℃时,O_(2)渗透通量为0.027 mol·m^(-2)·s^(-1)。

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。

复合中空纤维超滤膜的研制

本文就复合中空纤维超滤膜的制备工艺和成膜条件对膜性能影响进行了系统的研究。实验表明，对外压式中空纤维膜，内凝固液条件的改变，主要影响复合膜的内致密层，进而影响膜的透过通量，但对膜的截留孔径无影响。随空中行走距离增大，膜的透过通量减小，截留孔径增大。另外，通过基膜的选定与内凝固液的调节，复合中空纤维膜的分离孔径主要取决于复合层膜。即在适宜的条件下，基膜不影响复合膜的分离孔径，同时也不决定复合中空纤维膜的透过通量。

硅橡胶-聚砜中空纤维复合膜的制备及性能研究

主要讨论硅橡胶 -聚砜中空纤维复合膜的制备工艺 ,并对所制备的膜组件进行透气性能研究 .考察了涂膜液浓度、涂膜压力对膜组件性能的影响 ,发现过高的涂膜压力不利于组件富氧空气通量的提高 .

PVDF-SiO_2中空纤维复合膜的制备和表征

采用相转化法制备聚偏氟乙烯(PVDF)-二氧化硅(SiO2)中空纤维复合膜,讨论了纳米SiO2粒子对PVDF膜结构和性能的影响。通过扫描电子显微镜、能谱、傅里叶红外光谱、热分析、材料试验、接触角测量和超滤实验分别对不同膜的微观结构、化学组成、热稳定性、机械强度、亲水性以及分离性能、抗污染能力进行了联合表征。结果表明:添加SiO2粒子有利于PVDF由α相向β相转变,复合膜的性能与纯PVDF膜相比有明显改善。当w(SiO2)=3%时,纳米颗粒分散较均匀,膜断裂强度为纯PVDF膜的2.7倍,纯水通量由81.6 L/(h.m2)提高到160.0 L/(h.m2),热稳定性、亲水性和抗污染性显著提高;但过高的SiO2含量(w>3%)会引起纳米颗粒团聚而导致膜的各项指标下降。

PDMS/PVDF中空纤维复合膜分离有机蒸汽/氮气的研究

制备了用于正庚烷/氮气分离的PDMS/PVDF复合膜。分析讨论了原料气压力、流速、原料气中正庚烷浓度、透过侧压力及操作温度等因素对气体分离性能的影响。在一定的操作条件下,当原料气中正庚烷质量分数为6%时,正庚烷的渗透速率为2.5×10-6mol/(m2.s.Pa),分离因子可达600左右。

PVDF/编织管中空纤维复合膜的制备及其性能研究

以纤维编织管为支撑层,通过涂覆-浸没沉淀相转化技术,制备了超高强度、大通量的PVDF/编织管中空纤维复合膜,考察了铸膜液中PVDF和添加剂PVP含量等对膜性能的影响。结果显示,随铸膜液中PVDF含量增加,复合膜纯水通量下降,爆破强度增加,平均孔径减小;PVP的质量分数从2%增加至10%,膜通量呈现降低趋势,但爆破压力先增后减;当PVDF、PVP的质量分数分别为8%、6%时,复合膜纯水通量达4 300 L/(m2·h),爆破压力为0.32 MPa。研究范围内,复合膜孔隙率始终保持在45%以上,爆破压力高于0.30 MPa,且由于编织管的存在,而使复合膜的拉伸强度很高,显示了较好的过滤性能;添加PVP和PVA较PEG在膜性能方面的贡献更突出。

基膜改性的壳聚糖/聚丙烯腈渗透汽化中空纤维复合膜

采用粒子填充的聚丙烯腈 (PAN)作为基膜材料 ,纺制成中空纤维 .对基膜进行拉伸、热定型等后处理 ,并在此基础上研制了壳聚糖 /聚丙烯腈中空纤维复合膜 ,考察了基膜的改性及不同操作条件对复合膜分离性能的影响 .发现采用该基膜制备的复合膜对乙醇

PVA/PS中空纤维复合膜脱除丙烯中微量水分的研究

以亲水性的聚乙烯醇(PVA)为原料,采用涂敷法制备了PVA/聚砜(PS)中空纤维复合膜,考察了气相丙烯中脱除微量水分的蒸汽渗透性能。分析讨论了PVA的浓度、交联剂用量、热处理温度及基膜对膜蒸汽渗透分离性能的影响。结果表明,在一定的制膜条件及渗透工艺条件下,对于含水质量分数为4.292×10-3的气相丙烯,其渗透通量为19.8 g/(m2·h),分离因子为739。

PVA/PS中空纤维复合膜用于脱除丙烯中微量水分的蒸汽渗透性能研究

制备了用于蒸汽渗透的聚乙烯醇(PVA)/聚砜(PS)中空纤维复合膜,研究了气相丙烯中脱除微量水分的蒸汽渗透性能.分析讨论了原料气流速、吹扫气流速、丙烯中水分含量及操作温度等因素对蒸汽渗透分离性能的影响.对于原料气中水分质量分数为0.43%、丙烯为99 5%以上的混合蒸汽,其蒸汽渗透性能为:分离因子α=49005;水渗透通量J水=17.2g/(m2·h).结果表明,采用蒸汽渗透膜法脱除丙烯中微量水分是可行的.

催化与PV双功能中空纤维复合膜制备及其应用过程

以聚丙烯腈(PAN)中空纤维膜为支撑底膜,聚乙烯醇(PVA)为渗透汽化(PV)层,全氟磺酸树脂(PFSA)-聚乙烯醇(PVA)-纳米材料(SiO2、Al2O3和TiO2)为催化层,制备了具有催化和PV双功能的PFSA-PVA-SiO2(Al2O3和TiO2)/PVA/PAN中空纤维复合膜.以乙酸-乙醇酯化反应塔顶粗酯考察其分离性能,以乙酸-乙醇酯化反应考察其催化性能,同时还考察了分离膜作为规整填料的精馏性能.实验结果表明:催化层和PV层能紧密粘结在底膜上,具有良好的PV性能,其渗透通量约170 g/(m2.h),对乙醇的选择性高于27,且无乙酸乙酯透过,以及具有良好的催化性能;当复合膜用作规整精馏填料时,与传统精馏填料相比,能显著降低HTU(小于10 cm);与文献中的中空纤维膜规整填料相比,气液在膜的管层、壳层分开与否对HTU影响不大.

中空纤维复合膜

中空纤维复合膜是分离膜的一种,它是由两种(或两种以上)不同的材料采用一定的制备工艺复合而成的,其优点是将中空纤维的结构特点(如自支撑等)和复合膜的分离优势(如高选择性高通量等)有机结合。本文首先介绍了中空纤维复合膜的基膜及复合层所用到的材料(或添加材料),并按照中空纤维复合膜的结构特点对其进行了简单的分类,并重点论述了中空纤维复合膜的制备设备及工艺。最后论述了中空纤维复合膜在渗透汽化、气体分离和纳滤等领域的研究进展和应用情况,指出中空纤维复合膜需要继续深入的研究内容。

高性能中空纤维复合膜基膜的研制

以聚砜为基质材料,选用无机盐为成孔添加剂,同时加入不同相对分子质量的聚乙二醇,纺制了用于制备中空纤维复合膜的基膜.实验结果表明,基膜的水通量随着铸膜液中聚砜质量分数的增大而减小;随无机盐含量的增大而上升;随聚乙二醇相对分子质量的增大而明显提高,且在相对分子质量为10000时达到最大值;铸膜液的温度越高,基膜水通量越大,但断裂强度有所下降;芯液中溶剂的质量分数增大,基膜水通量减小,断裂强度增大;随着空气浴高度的增长,基膜水通量增大.

PEBAX~2533/PSf中空纤维复合膜制备及阻力性能

采用浸渍涂层法制备了聚醚共聚酰胺(PEBAX2533)/聚砜(PSf)中空纤维复合膜.考察了涂层液浓度、温度和基膜预处理对复合膜结构、阻力及渗透性能的影响,并考察了操作压力对膜渗透性能的影响.实验结果表明,随着涂层液浓度的增加,复合膜致密层厚度及阻力增大,复合膜总阻力及支撑层阻力先增大后减小,CO2渗透速率先减小后增大,分离系数增大.随着涂层温度升高,复合膜致密层厚度及阻力减小,支撑层阻力增大,复合膜总阻力先减小后增大,分离系数和渗透速率先增大后减小.经过预处理,复合膜致密层厚度减小、阻力大幅度减小,CO2渗透速率增大58%,分离系数略有下降.复合膜支撑层阻力过大,尤其是支撑层的致密结构影响复合膜的塑化行为.

PDMS/PVDF中空纤维复合膜分离有机蒸汽/氮气的研究

制备了用于正庚烷/氮气分离的PDMS/PVDF复合膜。分析讨论了原料气压力、流速、原料气中正庚烷浓度、透过侧压力及操作温度等因素对气体分离性能的影响。在一定的操作条件下,当原料气中正庚烷质量分数为6%时,正庚烷的渗透速率为2.5E-06 mol/(m2.s.Pa),分离因子可达600左右。