N-TiO2/季铵化壳聚糖杂化膜光降解甲基橙废水

借助具有良好成膜性能和吸附性能的季铵化壳聚糖(QCS)为成膜基质,掺杂N-TiO2光催化剂,制备N-TiO2/QCS有机-无机杂化膜,分别考察不同初始含量甲基橙、不同N-TiO2掺杂量对MO的吸附与光催化降解双效处理性能。结果表明,甲基橙初始质量浓度为10 mg/L,N-TiO2/QCS杂化膜的用量为1.0 g/L时,杂化膜的吸附与光催化降解性能为佳,此时甲基橙吸附率为25%、光催化降解率为66.75%,总去除率为91.75%。而且,N-TiO2/QCS杂化膜重复使用5次后,其吸附与光催化性能仍能保持在80%以上。

ZIF-8基杂化膜的制备及其对水中金属离子的吸附

采用溶胶-凝胶法制备了沸石咪唑酯骨架材料(ZIF-8),在此基础上制备了ZIF-8基杂化膜,采用XRD、FTIR、SEM和EDS等手段对其进行了表征,考察了杂化膜在单金属离子溶液及Pb^(2+)、Cu^(2+)和Cr^(3+)混合溶液中对金属离子的吸附效果。结果表明:在单金属离子溶液中,杂化膜对Pb^(2+)的吸附量最大;在混合溶液的竞争性吸附中,杂化膜D30(ZIF-8质量分数30%)室温下对Cu^(2+)吸附效果最好,对Cr^(3+)吸附效果略差,而对Pb^(2+)吸附效果更差,显示一定的优先吸附选择性。杂化膜D30对Cu^(2+)的吸附适合采用Lagergren准一级动力学模型进行描述,该吸附是一个吸热过程,可自发进行。

添加剂PEG对PVDF/SiO_2杂化膜性能的影响

在PVDF/SiO2体系中添加了PEG,利用浸没沉淀相转化法制备了PVDF/SiO2杂化膜,并对膜性能进行测试,采用SEM观察膜表面与断面的微孔结构.结果表明:铸膜液中加入PEG,促进了SiO2在PVDF体系中的分散,增加了界面微孔数量,该膜试样在保持较高截留率的情形下,水通量得到了一定程度的提高.SEM断面照片显示,在PVDF/SiO2体系中加入PEG,制备的PVDF/SiO2杂化膜试样中大孔的数量增多,而且孔壁上细小微孔数量也增多.

表面修饰的有机-无机杂化微孔SiO_2膜的制备及氢气分离性能

采用苯基三乙氧基硅烷(PTES)和1,2-双(三乙氧基硅基)乙烷(BTESE)为前驱体,通过溶胶-凝胶法制备了苯基修饰的有机-无机杂化SiO2膜材料.通过N2吸附、视频光学接触角测量、热重分析和红外光谱对膜材料的孔结构和疏水性能进行了表征,并深入研究了膜材料的氢气渗透和分离性能.结果表明,修饰后的膜材料具有微孔结构,孔径集中分布在0.4～0.6 nm.在温度为40℃,湿度为70%～80%的水热环境下陈化30 d后,膜材料仍保持微孔结构.苯基修饰后膜材料具有疏水性,当n(PTES)/n(BTESE)=0.6时,膜材料对水的接触角达到(125±0.4)°.氢气在膜材料中的输运遵循活化扩散机理,300℃时,膜材料的H2渗透率达到8.71×10-7mol.m-2.Pa-1.s-1,H2/CO2的理想分离系数达到5.53.

聚偏氟乙烯/TiO_2杂化膜的结构与性能研究

采用溶胶-凝胶原位共混法制备了含不同量TiO2溶胶的聚偏氟乙烯/TiO2杂化膜,并借助X射线衍射(XRD)、扫面电子显微镜(SEM)、红外光谱(FT-IR),从力学性能、水通量、牛血清蛋白截留率、孔隙率和接触角等方面对膜的结构和性能进行了表征.结果显示,掺入适量的纳米TiO2溶胶不仅明显地改善了PVDF膜的微观结构,而且其亲水性、力学性和水通量等性能也获得了提高.

溶胶凝胶壳聚糖/二氧化硅杂化复合膜固定辣根过氧化酶的H_2O_2电化学生物传感器的研制

利用溶胶 凝胶法制备壳聚糖 二氧化硅有机无机复合杂化膜,用于对辣根过氧化酶进行固定,制得测定H2O2的电流型生物传感器。以1mmol/LK4Fe(CN)6作为电子媒介体。研究了各种因素如壳聚糖与二氧化硅的比率、pH、温度、工作电位等对传感器响应电流的影响。计时电流法测定H2O2的线性范围为2.0×10-6～6.8×10-4mol/L,检出限为8.0×10-7mol/L。测得酶催化动力学参数米氏常数Km=0 87mmol/L。用该法对实际样品进行了测定。

TiO_2/PVA杂化膜的渗透蒸发性能及结构表征

通过纳米TiO2粒子填充改性制备了新型TiO2/PVA杂化膜。红外光谱表明纳米TiO2表面的羟基与聚乙烯醇(PVA)链上的羟基存在较强的氢键作用。扫描电镜显示当TiO2的质量分数低于1.5%时,在PVA中分散均匀。X射线衍射显示纳米TiO2的加入降低了膜的结晶度。通过对含水质量分数低于20%的水/乙醇体系的脱水研究了该杂化膜的渗透性能,考察了TiO2粒子填充量、料液质量分数和温度与膜分离性能之间的关系。渗透通量J随着TiO2、水质量分数和温度的升高而增加,分离因子随着温度和水质量分数的升高而下降,在TiO2质量分数为1.5%时分离因子达到最佳值。40℃下分离质量分数85%的乙醇水溶液,分离因子可达1 590,渗透通量为0.049kg/(m2.h)。

杂多酸K7Fe^3＋P2W17O62H2对硫醇—磷脂杂化双层膜通透性的影响

利用涂抹冷冻法制备了硫醇-磷脂杂化双层膜,采用循环伏安和交流阻抗方法,研究了硫醇-磷脂杂化双层膜与杂多酸K7Fe3+P2W17O62H2作用前后通透性的变化.发现该种杂多酸能够诱导硫醇-磷脂杂化双层膜产生一些孔洞,降低了膜电阻,增加了膜电容,也增加了探针Fe(CN)63-/4-与电极的电子传递.同时对产生该现象的机理进行了初步的探讨.

聚醚砜对PES／SiO2杂化膜性能的影响

在PES/SiO2体系中添加PEG,采用相转化法制备了PES杂化膜,测定了PES杂化体系铸膜液的热力学相图、成膜动力学及膜性能。结果表明:与纯PES体系相比,PES/SiO2及在PES/SiO2中添加亲水性的PEG后,PES铸膜液杂化体系的分相曲线均不同程度的向聚合物/溶剂轴移动,分相时所需的凝固浴用量较少,PES体系的成膜速度有所提高。膜断面的SEM照片表明,PES/SiO2/PEG杂化膜具有更大的指状孔及表面微孔。该系列PES杂化膜的水通量和截留率均有不同程度的提高。

PVDF/SiO_2杂化内支撑型中空纤维膜的制备及性能研究

利用涤纶纤维丝(PET)编织管作为内支撑层,将纳米SiO_2添加到聚偏氟乙烯(PVDF)铸膜液中,通过涂覆-浸没沉淀相转化法制得PVDF/SiO_2杂化内支撑型中空纤维膜,考察了铸膜液中不同SiO_2含量对膜性能的影响。结果表明,PET编织管的加入,使中空纤维膜的拉伸强度超过50 MPa。随着纳米SiO_2含量增加,膜的接触角从78.5°降至60.6°,杂化膜的纯水通量增大、孔隙率提高。X射线衍射仪图谱表明,SiO_2的加入未改变PVDF的主要晶型构成。当SiO_2的质量分数为1.5%时,杂化膜的纯水通量达到192.6 L/(m^2·h),孔隙率为68%,拥有了优异的过滤性能。

SiO_2/Nafion杂化膜固定酶的过氧化氢生物传感器

通过溶胶-凝胶技术制备SiO2/Nafion杂化膜并固定辣根过氧化物酶,以杂化膜中Nafion固定的亚甲基蓝为辣根过氧化物酶和玻碳电极间的电子传递介体,制成了电流型过氧化氢生物传感器。探讨了杂化膜的制备条件、工作电位、pH值、温度、干扰物质等对生物传感器的影响。该生物传感器的线性响应范围为1.0×10-6～1.6×10-4mol/L,检出限(S/N=3)为6.0×10-7mol/L,达到95%稳态响应电流用时少于15s。固定化酶对过氧化氢催化反应的米氏常数为1.129 mmol/L。

壳聚糖-沸石杂化膜的制备及其对Pb^(2+)吸附性能的研究

制备了壳聚糖-沸石杂化膜,对其进行热重和扫描电镜表征,就壳聚糖-沸石杂化膜对Pb2+的吸附行为进行了探讨.沸石的加入使壳聚糖膜产生了孔穴,增大了比表面积,提高了吸附性能.实验结果还表明沸石与壳聚糖质量比4∶5为最佳配比,吸附的最佳溶液pH为5.0,温度对吸附作用的影响比较小.壳聚糖沸石杂化膜对Pb2+的吸附符合Langmuir吸附等温线方程.

含TiO_2杂化分离膜工艺污水处理应用研究综述

膜分离技术在污水处理行业中应用广泛,然而膜污染导致膜分离过程成本提高,成为膜分离技术的瓶颈。含纳米TiO_2的有机-无机杂化分离膜具有高亲水性、抗污染性、光催化氧化特性等优良性质,成为有机-无机杂化分离膜领域的研究热点,近年来取得了大量的成果。然而,关于含纳米TiO_2的有机-无机杂化分离膜的研究进展的综述性报道十分缺乏。因此在综述含纳米TiO_2的有机-无机杂化分离膜的相关研究基础上,从杂化分离膜的制备方法、结构、物理化学性能、抗污染性等方面对含纳米TiO_2的有机-无机杂化分离膜进行了梳理介绍。同时认为,克服纳米TiO_2在膜中的团聚和防止纳米TiO_2流失是研究的重要方向。

纳米Al_2O_3溶胶的稳定性及PVDF/Al_2O_3杂化膜的性能研究

以异丙醇铝（AIP）为原料，采用溶胶-凝胶法，制备了纳米氧化铝（A1203）溶胶。研究了酸解剂、酸铝比[n（H＋）／n（Al3＋）]、陈化时间等因素对溶胶粒径和稳定性的影响，得到了制备稳定、透明纳米A1203溶胶的最佳工艺条件，即酸解剂HN03；n（H＋）／n（Al3＋）=0.18～0．25；陈化时间20h。为了改善聚偏氟乙烯（PVDF）膜的性能，通过PVDF与AIP的原位聚合，制备了不同PⅥ）F含量的PVDF／A1203杂化膜。采用扫描电镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）、红外光谱（FI-IR）、差示扫描量热法（DSC）、热失重分析（TGA）等手段对膜的结构和性能进行了表征。结果表明：杂化膜的纯水通量随着PVDF浓度的增大呈下降趋势，截留率则随着PVDF浓度的增大逐渐升高；AIP的加入使得杂化膜两相之间存在键合，可以增强Al2O3和PVDF之间的化学连接，从而提高杂化膜的亲水性和机械强度；添加AIP后，杂化膜的热分解温度向低温移动，即杂化膜的热稳定性下降；而AIP对PVDF膜的熔点影响不明显。

Al_2O_3/PVDF杂化膜的制备及凝胶相变过程的研究

利用乙烯基三甲氧基硅烷为偶联剂,异丙醇铝(AIP)为无机前驱体,与KOH甲醇溶液改性的聚偏氟乙烯(PVDF)混合形成铸膜液,通过相转化法制备具有化学键相结合的Al2O3/PVDF杂化膜。研究了杂化制膜液体系相行为及凝胶沉淀过程动力学过程,探讨了AIP对杂化膜结构和性能影响的机理。结果表明:加入AIP后,铸膜液的粘度增加,且AIP含量的增加会改变铸膜液体系的相平衡关系,使其成为热力学不稳定体系,降低其对非溶剂的容纳能力,从而加速铸膜液的凝胶化过程。凝胶化初期成膜过程胶凝速度最快,之后随时间的延长而逐渐减慢。不同的铸膜液体系的胶凝速度不同。随着AIP含量的增多,凝胶速度增加,体系发生相分离的速度变快,但当AIP含量达到20%时,凝胶速率反而下降。

相转化结合溶胶凝胶法制备PVDF/SiO_(2)杂化微孔膜

采用溶胶凝胶结合相转化法制备PVDF/SiO_(2)杂化微孔膜,通过TEOS溶胶凝胶原位生成SiO_(2)实现其纳米分散,同时与直接添加纳米SiO_(2)方式进行对比。在铸膜液体系热力学相图绘制基础上,选取最佳热力学制膜条件,结合膜结构和形貌分析、热分析和拉伸性能分析。结果表明,TEOS的成核作用更好,其凝胶过程会促进微孔的形成,得到双连续的蜂窝状微孔结构。当PVDF质量分数为15%,TEOS质量分数为1.0%时能得到最优的复合膜,其耐热性及力学性能得到提高,拉伸强度可达到12.3 MPa,断裂伸长率为245%。

溶液共混法制备PMMA-Fe_2O_3杂化膜的研究

以甲基丙烯酸甲酯(MMA),α-Fe2O3纳米材料为原料,丙烯酸(AA)为交联剂,采用溶液共混法制备了PMMA-Fe2O3杂化膜。用IR,TG-DTA和SEM对杂化膜进行了测试,结果表明:PMMA通过-COO-Fe键与Fe2O3发生杂化,α-Fe2O3以10 nm^60 nm的形式分散在膜中。杂化膜的附着力、硬度、冲击强度、热稳定性明显优于纯PMMA。杂化膜具有良好的柔韧性和耐溶剂性能,其光泽度随搅拌时间的延长而增加。

耐溶剂PI/TiO2杂化超滤膜的制备及性能分析

以均苯四甲酸酐(PMDA)、4,4’-二氨基二苯醚(ODA)为单体,N,N’-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,聚乙二醇-400和纳米二氧化钛(TiO2)为添加剂,水为凝胶剂,通过浸没沉淀相转化和化学亚胺化制备聚酰亚胺/纳米二氧化钛(PI/TiO2)杂化超滤膜。考察了添加剂用量对PI/TiO2杂化超滤膜纯水通量、截留率、耐溶剂性能的影响。红外光谱(FT-IR)分析结果表明,所制备的膜为聚酰亚胺膜且纳米TiO2粒子成功引入到膜中;扫描电镜(SEM)分析结果表明,添加剂用量调节了膜表层的致密性和支撑层的连通性。PEG-400、纳米TiO2质量分数分别为10%、0.2%时,PI/TiO2膜的纯水通量达到120.28 L/(m^2·h),卵清蛋白的截留率达到97.31%。在11种有机溶剂中浸泡15 d后,PI/TiO2杂化膜仍具有良好的耐溶剂性能。

Cu^(2+)印迹杂化膜的制备、表征及其吸附特性优化

以壳聚糖/TiO2杂化材料为功能基体,采用分子印迹技术制备了Cu2+印迹杂化膜,并利用红外光谱分析对其进行了表征.吸附选择性研究结果表明:在含等浓度Cu2+、Zn2+和Pb2+的水溶液中,印迹杂化膜表现出对Cu2+具有良好的吸附选择性.通过SAS软件对印迹杂化膜吸附Cu2+的吸附条件进行优化,结果表明最佳吸附条件为:pH约3.6,铜离子浓度99 mg/L,温度60℃,理论吸附率最大响应值为88.97%.

纳米SiO_2有机杂化膜制备研究

采用共混法和溶胶-凝胶法制备了纳米SiO2有机杂化膜,考察了制备方法和SiO2的性质对杂化膜结构和性能的影响。结果表明:采用溶胶-凝胶技术制备的杂化膜同共混法得到的杂化膜及未杂化膜相比,机械性能明显提高,膜微观结构改善,并表现出良好的气体分离性能。此外,杂化膜中无机相的负载量也是一个影响杂化膜结构和性能的重要因素,当正硅酸乙酯的添加量为30%(wt)时,杂化膜的综合性能较为理想。