PVDF/TiO_(2)@MoS_(2)纤维复合膜的制备及光催化性能

含大量有机染料的废水对环境的污染日益严重,光催化分离膜的研究备受关注。本研究先通过静电纺丝法制备了PVDF/PEMA膜,后进行酸处理制备出富羧基PVDF纤维复合膜,最后通过水热反应在膜表面原位沉积TiO_(2)@MoS_(2)微纳米颗粒,制备出在太阳光下具有较高催化活性的PVDF/TiO_(2)@MoS_(2)纤维复合膜。结果表明MoS_(2)的加入可以有效降低纤维复合膜禁带带隙能量,从而提高纤维复合膜的光催化活性;在光照4 h后对RhB的降解率达到97.1%;连续5次吸附-降解实验,纤维复合膜对RhB的降解率仍达到95%以上,表明该纤维复合膜具有优异的可重复使用性。因此,该膜在染料降解方面具有潜在的应用前景。

Preparation of Al_2O_3-SiO_2-TiO_2-ZrO_2 Composite Ceramic Membranes by Sol-Gel Method

Al 2O 3-SiO 2-TiO 2-ZrO 2 supported membranes were prepar ed by Sol-Gel method. These composite ceramic membranes are level, even and no macro crack. There exist several crystalline phases such as Al 2O 3, TiO 2(a natase), Al 2SiO 5, and ZrO 2 in these membranes. Changing the molar ratio of Al∶Si∶Ti∶Zr,the kinds and content of crystal phases of composite membranes could be different, which may lead to a variety of microstructure of membranes. The surface nanoscale topography and microstructure of membranes were investiga ted by XRD,SEM,AFM,EPMA. The effects of additives and heat treatments on the sur face nanoscale topography and microstructure of composite ceramic membranes were also analyzed.

环糊精原位改性MoS_(2)管式陶瓷复合膜的制备及性能

在氧化铝陶瓷管基体上原位水热法制备二硫化钼(MoS_(2))陶瓷膜的过程中,将β-环糊精(β-CD)作为添加剂加入前体溶液,得到环糊精改性的MoS_(2)/β-CD管式陶瓷复合纳滤膜。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱、水接触角和zeta电位等研究了膜的表面形貌、结构、化学组成、亲水性以及荷电性。探究了不同β-CD添加量对复合膜纳滤性能的影响,考察了膜的抗压性和长期运行稳定性。结果表明,β-CD固有的空腔结构提供了更多的水分子传输通道,提高了MoS_(2)/β-CD陶瓷复合膜的渗透性能。当添加质量分数为2.4%的β-CD时,制备的陶瓷复合纳滤膜水通量最高为325L/(m^(2)·h·MPa),对伊文思蓝(EB)的截留率达98.6%;对铬黑T(EBT)、二甲酚橙(XO)染料的截留率均在90%以上;且该陶瓷复合纳滤膜在0.2~0.8MPa的压力下运行,显示优异的抗压性,在错流纳滤操作体系中连续运行7天,表现出良好的长期运行稳定性。

MoS_(2)/尼龙复合纳滤膜对水中铅离子的去除机理研究

以尼龙微孔滤膜为载体,采用真空辅助自组装法制得MoS_(2)/尼龙复合纳滤膜,借助XRD、SEM、EDS、XPS等研究了其对水中铅离子(Pb^(2+))的去除能力。结果表明,与干膜相比,MoS_(2)/尼龙纳滤湿膜具有更高的水通量和更好的Pb^(2+)去除性能。当MoS 2纳米片负载量为64 mg、Pb^(2+)浓度低于5 mg/L时,湿膜对Pb^(2+)的去除率可达99.8%,通量稳定在230 L·m^(-2)·h^(-1)·bar^(-1)左右。在Pb^(2+)去除过程中,Pb^(2+)与MoS 2纳米片表面的H+发生了离子交换反应,同时与纳米片中的S原子形成了Pb-S键。经5个循环再生周期,MoS_(2)复合纳滤膜对Pb^(2+)仍具有较强的吸附能力,表现出良好的再生性能。

二维MXene@MoS_(2)复合膜的制备及其染料分离和抑菌性能研究

二维材料由于具有独特的微观结构和理化性质,已逐渐成为环境、生物和能源等交叉领域的研究热点。该实验首先以硫脲和仲钼酸铵为原料,通过水热法合成了Mo S2粉末,并以液相超声剥离的方法获得MoS_(2)纳米片。进一步采用真空抽滤的方式将MoS_(2)和MXene两种二维材料组成的前驱体溶液抽滤在PES基材上,构筑出新型二维MXene@MoS_(2)复合膜。通过XRD和TEM等表征证明了二维Mo S2的成功制备,通过SEM观察了复合膜表面和断面形貌。实验结果表明,MoS_(2)的加入能够显著提升膜的分离性能,与纯MXene膜相比,新型复合膜对水中刚果红、罗丹明B两种染料的截留率分别从86.7%~88.4%提升至98%~98.8%。此外,MXene@Mo S2复合膜还对水中的大肠杆菌和金黄色葡萄球菌展现出具有良好的抑菌效果,新型膜的开发有望解决膜实际应用中易被细菌污染的关键难题。

MoS_(2)纳米复合中空纤维膜的制备及渗透汽化性能

二维纳米材料复合膜是目前膜分离领域的研究热点。通过在具有不规则大孔结构的陶瓷中空纤维基膜上引入TiO_(2)过渡层,有效地降低了基膜的孔径和粗糙度。在复合膜外表面构筑MoS_(2)/PVA(聚乙烯醇)分离层,用于异丙醇脱水,通过原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)等表征了复合膜的微观形貌,考察了分离层厚度、操作温度及料液浓度对复合膜分离性能的影响。在50℃下分离质量分数为90%的异丙醇水溶液时,MoS_(2)/PVA-30复合膜表现出了较优的分离性能,其渗透通量为486 g/(m^(2)·h),分离系数为445。

MoS_(2)/MXenes/PES复合膜的制备及其油/水分离性能

以PES为底膜,通过真空辅助自组装方法制得MoS_(2)/MXenes/PES复合膜,借助XRD、TEM、EDS、电位分析仪等对所制样品进行表征,并利用油/水乳化液分离测试研究了复合膜的油/水分离性能。结果表明,当MXenes纳米片添加量为0.2 mg时,所制MoS_(2)/MXenes/PES复合膜的水通量较高,对泵油、汽油、豆油和柴油均有较强的截留能力,并且循环使用性能稳定。

Zn-BTC/MoS_(2)复合二维膜构筑及有机溶剂纳滤性能研究

尽管最近兴起的二维膜材料相较于传统的聚合物基膜材料呈现出明显提升的分离性能。但是二维膜中分子传质需要经过层层堆积的二维通道,传输路径较长,限制了二维膜渗透通量的进一步提升。提出用一维金属有机框架纳米线来调控二维膜实现通量提升,同时不降低分离能力。该策略的实现是通过Zn-BTC纳米线插层MoS_(2)层级膜,制备了Zn-BTC/MoS_(2)复合膜。该复合膜的有机溶剂通量比MoS_(2)二维膜提高了2^6倍,丙酮渗透通量高达3562 L·m^(-2)·h^(-1)·bar^(-1)。同时该复合膜保持了与MoS_(2)膜同等优异的筛分能力,对于尺寸大于0.42 nm的染料分子,可以实现100%截留。

Sol-Gel法制备Al_2O_3-SiO_2-TiO_2-ZrO_2复合陶瓷膜的研究

将Sol-Gel法应用于无机膜的制备,成功的研制出一种新型的膜面平整、膜厚均匀且无宏观缺陷的Al2O3-SiO2-TiO2-ZrO2复合陶瓷膜,复合膜含有γ-Al2O3、SiO2、TiO2、ZrO2和Al2SiO5等晶相,改变体系组成含量,晶相组成和含量随之变化,从而引起膜的显微结构的变化。利用XRD、SEM、AFM、EPMA等测试手段重点研究了膜的表面形貌和显微结构,并分析了添加剂、热处理方式等对膜的表面形貌和显微结构影响。

硅橡胶/陶瓷复合膜反应器中CO_2合成甲醇(Ⅱ)过程行为分析

以在膜反应器中进行的CO2 加氢合成甲醇的复杂反应 (平行反应 )体系为模型反应建立了等温一维拟均相膜反应器并流模型 ,运用Runge -Kutta法对膜反应器中的反应过程行为进行模拟 ,并讨论了Da、α、Φ、pr、q1、T。

硅橡胶/陶瓷复合膜反应器中CO_2合成甲醇(Ⅲ)过程实验研究

对在由硅橡胶 /陶瓷复合膜所构成的膜反应器中进行的CO2 加氢合成甲醇的复杂反应体系CO2 +3H2CH3 OH +H2 O与CO2 +H2 CO +H2 O开展实验研究 .考察了硅橡胶 /陶瓷复合膜在合成含氧化合物反应过程中的作用 ,并讨论了CO2 与H2 合成甲醇反应的膜反应过程参数对反应行为的影响 ,对部分理论分析结果进行验证 .在实验条件下 ,CO2 合成甲醇复杂反应体系中的主反应转化率较传统的固定床反应器提高了 2 2 %

TiO_(2)-Al_(2)O_(3)复合粉体的制备及光催化性能

Al_(2)O_(3)陶瓷膜在过滤染料废水过程中容易被染料大分子堵塞,导致Al_(2)O_(3)陶瓷膜水通量下降。以钛酸丁酯、异丙醇铝为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备Ti(OH)_(4)-AlOOH复合溶胶,经450℃烧成获得TiO_(2)-Al_(2)O_(3)复合粉体。以SEM、纳米粒度/电位仪作为主要表征手段,研究了不同Ti(OH)_(4)和AlOOH摩尔比对复合溶胶粒径分布的影响,进而探究TiO_(2)-Al_(2)O_(3)复合粉体的光催化性能。结果表明,Ti(OH)_(4)和AlOOH摩尔比为0~0.4时,随着Ti(OH)_(4)和AlOOH摩尔比的增大,胶粒的平均粒径从67.5 nm减小到34.0 nm, Ti(OH)_(4)-AlOOH复合溶胶的电位从43 mV升高至53 mV。当Ti(OH)_(4)和AlOOH摩尔比为0.4时,复合粉体对结晶紫的去除率高达79.3%,反应速率常数增大到了0.018 min^(-1)。TiO_(2)-Al_(2)O_(3)复合粉体制备的陶瓷膜能有效降解表面沉积的大分子,解决了陶瓷膜堵塞的问题。