蒸汽诱导法辅助相转化法制备疏水PDMS-PVDF微孔膜及其结构性能研究

采用蒸汽诱导法辅助浸没沉淀相转换法制备了硅橡胶-聚偏氟乙烯(PDMS-PVDF)疏水微孔膜并用于真空膜蒸馏NaCl水溶液,通过衰减全反射傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、接触角测试仪对微孔膜的形貌结构和表面接触角进行表征和测试,研究了相对湿度对微孔膜结构和性能的影响。结果表明:随着相对湿度的增加,微孔膜表面接触角逐渐增加,孔隙率提高,平均孔径为(31±2)nm;截留率均达到99.9%以上,渗透通量先增加后降低;相对湿度为70%时制备的微孔膜渗透通量可达5.2kg/(m^(2)·h)。

铸膜条件对相转化法制备PVDF微滤膜性能的影响

研究了浸没沉淀相转化法制备聚偏氟乙烯(PVDF)微滤膜过程中挥发时间、凝胶浴温度、铸膜厚度和铸膜速度对成膜的形态结构、孔隙率、过滤性能以及污染性能的影响。结果表明,随挥发时间延长,成膜孔隙率变小,纯水通量先增加后减小,以10 s为挥发时间制得的膜抗污染性能最强;随凝胶浴温度的升高,孔隙率、纯水通量及抗污染性能先增大后减小,在45℃成膜污染速率最低;随铸膜厚度的增加,纯水通量逐渐减小,孔隙率呈现先增加后减小的规律,且铸膜厚度为0.25 mm时成膜抗污染性能最好。

不同聚合物分子量对相转化法制备PVDF微滤膜性能的影响

研究了不同聚合物分子量对浸没沉淀相转化法制备聚偏氟乙烯(PVDF)微滤膜的形态结构、成膜厚度、过滤性能、亲水性、孔隙率、临界通量以及污染性能的影响。试验结果表明,随聚合物分子量的增加,铸膜液黏度越大,越利于膜亚层形成指状连通结构,孔隙率逐渐增大,但成膜厚度及纯水通量逐渐降低。聚合物分子量在一定程度上会影响膜亲水性及膜抗污染性能,即在一定范围内膜的亲水性能及抗污染性能会随聚合物分子量呈正相关性,但超出一定范围则呈负相关性,而临界通量值则随分子量的提高呈现出略微减少的趋势,但相差不大。

PMMA-b-PEG-b-PMMA对相转化法制备PVDF多孔膜的改性研究

聚偏氟乙烯(PVDF)作为常用的微滤/超滤膜材料,因疏水、易受污染的特点导致其应用受到限制。采用PMMA-b-PEG-b-PMMA两亲聚合物为改性剂,以浸没-沉淀相转化法制备PVDF多孔膜,通过扫描电镜、力学拉伸、表面接触角、水通量测试等方法,表征了两亲聚合物的共混改性对膜结构与性能的影响。结果表明随着两亲嵌段聚合物含量的增加,膜主体结构都能保持海绵状结构,表面接触角从95°下降到65°,清水通量与BSA溶液通量都明显提高,PVDF膜的亲水性得到明显改善。

浸没沉淀相转化法制备结晶性聚合物微孔膜的研究进展

综述了近期关于结晶性聚合物浸没沉淀相转化法制备微孔膜的成膜机理和实验研究工作。对制膜体系的热力学、相分离、成膜机理进行了分析和总结,并依此解析了结晶性聚合物膜中常见的结构形态,最后从热力学和动力学两个方面对影响膜结构形态的因素如聚合物的浓度、铸膜液的组成、凝固浴的组成等进行了详细的讨论。

制膜条件对PVDF疏水微孔膜的结构和性能的影响

探讨了浸没沉淀相转化法制备真空膜蒸馏(VMD)用聚偏氟乙烯(Polyvinylidene fluoride,PVDF)疏水微孔膜的制膜条件对膜结构和性能的影响.结果表明:不同溶解温度下制备的铸膜液所成的膜,孔径大小随铸膜液溶解温度的升高而增大,膜的水通量也随之增大;随着预蒸发时间的延长,膜表面孔径变小,膜的水通量也随之减小;凝固浴温度对膜的结构和性能也有很大影响,温度升高膜孔变大,水通量也变大;混合溶剂对膜的水通量的影响主要是由铸膜液的粘度决定.

网状结构PVDF膜的制备及其牛血清蛋白吸附性能的研究

以聚偏氟乙烯(PVDF)为膜材料,采用两步凝胶浴的浸没沉淀法制备网络状结构微孔膜,考察了混合溶剂、混合添加剂、铸膜液溶解温度等对成膜结构和牛血清蛋白吸附性能的影响。结果表明,随着混合溶剂中硫酸三乙酯(TEP)含量的增加,成膜孔隙率增加,孔径增大,且膜孔全部成海绵状孔,对蛋白质的吸附量也随之增大;混合添加剂所成膜均成海绵状孔,且孔径大小较为均匀,相比无水乙醇作添加剂,PVP-无水乙醇所成膜对蛋白质吸附量增加;随着铸膜液温度的增加,成膜表面孔径、孔隙率都增大,在较高铸膜液温度下成膜对蛋白质的吸附能力较强。铸膜液组分为PVDF/TEP/无水乙醇=15∶82∶3,在115℃下所制备的膜对牛血清蛋白的吸附量为123.7μg/cm2。

石墨烯/聚氨酯脲多孔薄膜耐腐蚀性能研究

制备了聚氨酯脲弹性体,添加石墨烯,通过浸没沉淀相转化法制备了石墨烯/聚氨酯脲多孔薄膜。研究了4%,5%,6%石墨烯/聚氨酯脲多孔薄膜在酸,碱,盐中的电化学腐蚀行为,使用CHI660E电化学工作站得到在不同环境下的极化曲线,并对其极化行为进行分析。研究表明:通过添加石墨烯,耐腐蚀性能提升,达到一定阈值后,耐腐蚀性能下降;在盐和碱中极化曲线只有一个峰存在,而在酸中有两个峰存在;在酸中的耐腐蚀性最好,盐溶液中次之,碱溶液中最差。

氧化石墨烯含量对聚砜超滤膜结构和性能的影响

以氧化石墨烯和聚砜作为前体,采用浸没沉淀相转化方法制备氧化石墨烯/聚砜复合超滤膜.通过扫描电镜、傅里叶变换红外光谱仪、接触角测量仪分别对复合膜的断面结构、官能团及膜表面的接触角进行表征和测定;使用超滤杯测定复合膜的水通量及通量恢复率;同时测试了复合膜的抗菌性.结果表明:当氧化石墨烯含量为2%时,复合膜的指状孔结构明显而且较粗,水通量达到峰值242.43L/(m2·h);此时复合膜的亲水性和抗污染性显著提高,复合膜的抗菌性能也得到改善.

聚乙烯醇缩丁醛超滤膜的制备

用聚乙烯醇缩丁醛(PVB)作为本体高分子材料,用浸没沉淀相转化法制备PVB不对称超滤膜;扫描电镜照片显示所制膜的超滤结构.研究了PVB本体浓度、制膜间隙、凝胶浴温度以及乙酸添加剂等因素对PVB不对称超滤膜性能的影响;比较了乙酸及聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)作为添加剂对大孔径PVB超滤膜皮层结构的影响.当PVB本体浓度为12%时,膜的纯水通量及牛血清白蛋白(BSA)溶液通量分别为876.4 L/(m2.h)和89.8 L/(m2.h),此时膜对BSA的截留率为96.8%;PVB膜纯水通量随着制膜间隙的增加及凝胶浴温度的上升而降低;乙酸及PVP的添加均提高了PVB超滤膜的纯水通量,通量增加幅度分别为136%和171%.

有机碱多乙烯多胺对聚偏氟乙烯超滤膜结构和性能的影响

将有机碱多乙烯多胺直接加到聚偏氟乙烯(PVDF)铸膜液中,利用L-S相转化法制备PVDF超滤膜;运用红外光谱、扫描电镜、接触角仪等对不同多乙烯多胺含量超滤膜的结构和性能进行表征.结果表明,多乙烯多胺的加入使PVDF超滤膜产生脱氟化氢反应,超滤膜的润湿性有明显改善.随着多乙烯多胺含量的增加,膜通量不断上升;当多乙烯多胺含量不超过6%时,超滤膜对BSA的截留率基本保持不变,当含量超过6%时,超滤膜的截留率明显下降.

聚砜/氧化石墨烯混合基质膜制备及其性能

为了优化聚砜膜结构及提高有机膜性能,以聚砜(PSf)为膜材料、N,N-二甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂、聚乙二醇(PEG)为致孔剂、水(H2O)为非溶剂添加剂,氧化石墨烯(GO)为无机纳米材料,采用浸没沉淀相转化法制备PSf/GO混合基质膜;考察GO添加量对PSf体系铸膜液稳定性影响规律,并探索不同GO添加量对PSf/GO混合基质膜结构和性能的影响规律。结果表明:随着GO添加量增加,静置26 h后的铸膜液稳定性动力学指数TSI值从1.02增至7.29,铸膜液稳定性随之变差,PSf/GO混合基质膜断面的指状孔比例随着GO含量的增加而增加,同时,水接触角不断下降;当GO添加量从0增加到0.35%时,PSf/GO混合基质膜的表面开孔率从6.8%增至10.2%,接触角从93°降低到65°,拉伸强度从2.5 MPa增加到3.4 MPa,断裂伸长率从30%降低到20%。当GO添加量为0.35%时,PSf/GO混合基质膜纯水通量比纯PSf膜增加了236 L/(m2·h·bar)(1 bar=100 kPa)。

致孔剂对氧化石墨烯改性聚砜复合超滤膜结构和性能的影响

分别以聚乙烯吡咯烷酮(PVP-K30)、聚乙二醇(PEG-400)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和十二烷基硫酸钠(SDS)为致孔剂,采用浸没沉淀相转化方法制备了4种不同的聚砜/氧化石墨烯(PS/GO)复合超滤膜,并通过扫描电镜表征、水通量和通量恢复率测试等手段,研究了致孔剂种类及用量对PS/GO复合超滤膜结构、分离性能和抗污染性能的影响作用.结果表明:4种致孔剂均可在不同程度上促进PS/GO复合膜孔结构的进一步发展,提高复合膜的水通量和通量恢复率,降低膜污染阻力.其中CTAB的影响作用最大,在截留率基本保持不变的前提下,可显著提高膜的水通量.当CTAB质量分数为2%时,膜污染阻力最小,膜抗污染性能显著增强.

不对称聚乙烯醇缩丁醛超滤膜的形成

采用浸没沉淀相转化法在二甲基乙酰胺(DMAC)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基甲酰胺(DMF)及二甲亚砜(DMSO)等4种溶剂下制备了聚乙烯醇缩丁醛(PVB)超滤膜,铸膜液组成为PVB-溶剂二元体系,水为非溶剂.利用扫描电子显微镜(SEM)观察了PVB膜的表面形貌与断面结构,并对其渗透及分离性能进行了测试,同时着重讨论了PVB膜表面结构的形成机理.结果表明,溶剂种类不仅决定了PVB-溶剂二元体系的热力学稳定性,同时也影响了其成膜过程的动力学效应;PVB膜断面结构受溶剂-非溶剂相互扩散速度的控制,而膜表面形貌则是铸膜液平衡热力学与成膜动力学结合的结果;不同溶剂的PVB超滤膜纯水通量大小的顺序依次为DMSO＞DMAC＞DMF＞NMP,其截留分子量则分别在40 000～50 000道尔顿之间.

两种不同的添加剂对PVDF平板膜结构和性能的影响

以不同添加剂采用浸没沉淀相转化法制备聚偏氟乙烯(PVDF)平板疏水膜,考察了不同添加剂的加入对膜性能与结构的影响,并利用扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、水接触角测量仪对膜的结构和性能进行表征。结果表明,PMMA和甘油的加入均可以改善膜的性能,在保持TiO2膜截留率较高的基础上,通量有明显的变化,其中加入PMMA的膜的通量要比加入甘油的大。

凝固浴组成对聚醚砜/磺化聚砜共混膜结构及性能影响

为考察不同凝固浴组成对聚醚砜/磺化聚砜共混膜结构及性能的影响规律,以聚醚砜(PES)、磺化聚砜(SPSf)为膜材料、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂、聚乙二醇(PEG)为致孔剂、H_2O为非溶剂添加剂,采用浸没沉淀相转化法制备PES/SPSf共混超滤膜,对所得共混膜进行SEM、纯水通量、BSA截留等性能表征,分析凝固浴组成亦即不同盐种类对PES/SPSf共混膜结构及性能的影响规律.结果表明:在不同凝固浴条件下所得PES/SPSf共混膜均为海绵体结构;当纯水作为凝固浴时,膜的纯水通量最低(920 L/(m^2·h));当在凝固浴中添加盐时,所得膜的皮层厚度明显降低,特别当凝固浴为NaCl饱和溶液时,所得膜的皮层厚度仅为2.5μm,同时具有最低的静态水接触角(64°),纯水通量为1 024 L/(m^2·h).

甘油/TiO_2混合添加剂对PVDF平板膜的结构和性能的影响

采用浸没沉淀相转化法制备聚偏氟乙烯微孔膜,研究了不同Ti O2质量分数下加入甘油形成不同比例的混合添加剂对微孔膜结构及性能的影响。实验结果表明,Ti O2和甘油能明显改善膜的性能,并且在铸膜液中加入Ti O2和甘油之后,都获得了较高的截留率,基本上都在90%以上;纯水通量集中在3~22 L/（m2·h）之间。当Ti O2为3%、甘油添加量为0.4 g时膜的性能相对较好,纯水通量为12.09 L/（m2·h）,截留率为94.29%,孔隙率为0.684,平均孔径为15.48 nm。

甘油/TiO_2聚偏氟乙烯微孔膜的制备及在膜蒸馏中的应用

[目的]研究甘油／TiO2聚偏氟乙烯（PVDF）微孔膜的制备及其在膜蒸馏中的应用。[方法]采用浸没沉淀相转化法制备PVDF微孔膜，研究了不同TiO2质量分数下加入甘油形成不同比例的混合添加剂对微孔膜结构及性能的影响。[结果]所制备的微孔膜具有较高的牛血清蛋白截留率，基本上都在90％以上；纯水通量集中在3～22L／（m^2·h）之间。[结论]当TiO2为3％、甘油添加量为0．4g时，膜的性能相对较好。随后把该条件下制备的微孔膜应用到膜蒸馏过程中进行NaCI溶液分离的试验研究，脱盐率最高可达30％；并且得到了膜装置运行的最优条件：料液温度为50℃、流量为5L／h、料液浓度为15g/L。

新型聚芳硫醚砜耐溶剂纳滤膜的制备与性能研究

通过浸没沉淀相转化法制备聚芳硫醚砜(PASS)纳滤膜,探讨了蒸发时间和凝固浴组成对膜性能的影响。通过正交试验得到制膜的最优条件为:铸膜液中PASS质量分数24%,蒸发时间120 s,凝固浴为纯水。在此条件下制得PASS纳滤膜在0.5MPa、25℃下纯水通量为31.51L/(h·m2),对固绿(M w=808)的截留率为98.71%。对最优条件下制得PASS纳滤膜进行耐溶剂性能分析的结果表明,在甲醇、正己烷、乙酸乙酯和丙酮中分别浸泡后,PASS纳滤膜在截留率提高的情况下膜的纯水通量没有损失;经30%双氧水和冰醋酸体积比为1/40的混合溶液处理后,PASS纳滤膜在浓硫酸和四氢呋喃中具有良好的稳定性能。

PEG400含量对PVDF膜形貌以及结晶的影响

制备了聚偏二氟乙烯(PVDF)(质量分数10%,下同)/聚乙二醇400(PEG400)(0,1%,3%,5%)/N,N–二甲基乙酰胺(DMAC)铸膜液,并在PVDF板上刮制成薄膜层。研究不同含量PEG400对PVDF膜结构形貌和结晶的影响。结果表明,PEG400质量分数低于5%时,PEG400能改善膜表面的孔隙率。膜表面的结构影响膜横截面形貌,致密膜表面易得到指状孔横截面,而多孔膜表面则易得到内部均匀结构。同时随着PEG浓度的增大,铸膜液发生由贫聚合物相小液滴聚结而形成多孔胞腔状结构到富聚合物成核长大的变化过程。PEG400影响PVDF的结晶行为,使其结晶度随着PEG400含量的增加而下降,并与PVDF析出形貌相关。致孔剂PEG400能有效改善膜形貌结构以及孔隙率,相对而言,小分子量PEG400使PVDF膜不易形成贯穿膜底部的指状孔结构。