疏水膜材料的膜孔润湿与干燥研究

针对疏水膜润湿后的膜孔干燥问题,提出一种新的膜孔干燥方法,认为疏水膜存在一个临界润湿深度和自脱水效应,当膜孔被润湿深度小于该疏水膜材料的临界润湿深度时,利用表面张力的作用,疏水膜可以实现膜孔的自脱水。以十二烷基苯磺酸钠溶液作为快速污染物,用聚偏氟乙烯中空纤维疏水膜进行减压膜蒸馏的润湿与自脱水干燥实验,实验结果表明,对于所使用的3种不同厚度的膜丝,疏水膜的确存在临界润湿深度,其值均为(19.5±0.5)μm,与所用膜丝的厚度无关。在膜孔润湿深度小于临界润湿深度时对疏水膜进行清洗,可以实现疏水膜的自脱水干燥,从而实现膜蒸馏过程的持续运行。

膜吸附和膜吸收研究进展

近年来,膜集成过程备受研究者关注,探究传统分离技术与膜技术的结合,充分发挥膜的高效率、易于在线放大等优势,以期促进膜集成过程以低成本实现放大应用。其中,吸附膜、吸收技术兼具膜技术和吸附、吸收技术的优势,在提纯、分离、净化等众多场合获得了日益广泛的应用。本文针对膜吸附、吸收方面的研究,阐述该膜过程研究进展和发展趋势,为相关领域研究人员提供借鉴。

聚偏氟乙烯分离膜的亲水改性

利用醇类与醛类化合物的缩醛化反应,生成枝状或网状非水溶性的亲水性大分子,以制备具有持久亲水性的聚偏氟乙烯中空纤维膜.根据溶液的浊度变化来确定交联程度.反应体系为戊二醛与聚乙烯醇(PVA)在溶剂二甲基乙酰胺中的缩醛化反应,反应温度为70℃,反应时间30min,催化剂为盐酸(质量分数36.5%).改性后的聚偏氟乙烯(PVDF)分离膜的亲水性、水通量明显提高,蛋白吸附性降低,有较好的化学稳定性.随着PVA浓度的增加,膜材料的接触角相应变小,亲水性能增强,蛋白吸附性降低.

温度条件对浸没式超滤膜性能及其应用的影响

通过实验模拟以及对浸没式膜过滤(SMF)系统工程进行现场监测,研究温度条件对浸没式超滤膜性能和SMF系统运行稳定性的影响.结果表明:随着水温的升高,膜通量逐渐升高,膜断裂伸长率会上升到一个更高的范围,SMF系统跨膜压差(TMP)逐渐增大,化学增强反洗(CEB)的效果会逐渐增强;冬季在满足水厂供水要求的情况下适当使SMF系统以低通量运行能有效控制膜污染.

对含铁料液的减压膜蒸馏处理

采用自制PVDF疏水性中空纤维膜组件对模拟含铁废水进行减压膜蒸馏处理,设计三因素三水平正交实验,研究料液中铁离子浓度、pH值以及含盐率对膜蒸馏过程的影响.通过监测膜蒸馏实验前后膜丝内表面形貌、元素组成及接触角变化,对膜蒸馏过程中的膜污染及膜亲水化现象进行初步探讨.实验结果表明:铁浓度、pH值及含盐率对膜通量的衰减均有显著影响,pH值影响最大,铁浓度次之,含盐率最小;膜蒸馏实验后膜丝表面有污染物聚集,XPS结果显示出现了新元素Na和Fe,其质量分数分别占到了3.6%和7.0%,而且膜丝内壁的接触角从实验前82°降到72°,说明疏水性能有下降趋势.

PP纤维接枝聚丙烯酰胺/海藻酸钙蛋白质印迹水凝胶的制备

以PP纤维为载体,牛血清白蛋白(BSA)为模板,丙烯酰胺为单体,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,在海藻酸钠的存在下,采用紫外辐射引发,制备了PP纤维接枝BSA印迹聚丙烯酰胺/海藻酸钙水凝胶(PP-g-PAM/CA MIP)。研究了单体浓度、交联剂浓度和海藻酸钠浓度对BSA吸附量和印迹效率的影响,结果表明,单体质量分数为10%,交联剂质量分数为3%,海藻酸钠质量分数为0.5%时,PP接枝的印迹水凝胶对BSA有最大吸附量。

微污染地表水中天然有机物预氧化后各组分去除规律

针对天津市某微污染地表水,利用树脂（化学）分级和分子质量筛分的方法,将微污染水中溶解性的天然有机物（DOM）分成疏水碱性有机物（HoB）、疏水中性有机物（HoN）、疏水酸性有机物（HoA）、弱疏水酸性有机物（wHoA）、亲水性有机物（HiM）等5种组分及相对分子质量〉100 000、30 000~100 000、10 000~30 000、3 000~10 000、1 000~3 000、〈1 000等6个区间。研究了单独O3预氧化、单独KMnO4预氧化、O3＋KMnO4同时预氧化3种不同预氧化方式对以上各组分、各区间有机物去除的影响。结果表明,这三种预氧化方式均可以有效地减少疏水性有机物和大分子有机物,同时降低SUVA值减少氯化消毒副产物的产生。在三种预氧化方式中,单独O3预氧化对控制消毒副产物的效果最好。

铵盐功能化氧化石墨烯的制备及其吸附性能

对Hummers法制备的氧化石墨烯进行碱处理去除表面的氧化碎片,经盐酸质子化和3-氨丙基三乙氧基硅烷硅烷化,与溴代正丁烷反应制备出表面带正电荷的铵盐功能化氧化石墨烯(PAS-bwGO),通过傅里叶红外光谱、拉曼光谱、X射线光电子能谱、场发射扫描电镜、透射电镜对其进行表征分析,并初步用于去除水中六价铬Cr(VI)的研究.结果表明,制备的铵盐功能化氧化石墨烯对Cr(VI)有很高的吸附性能,初步测得其饱和吸附量达到102mg/g.

巯基功能化石墨烯修饰玻碳电极测定水中痕量重金属镉

建立了巯基功能化石墨烯修饰玻碳电极检测水中痕量重金属镉的方法.将Hummers法制备的氧化石墨烯经过溴乙酸羧基化、水合肼还原、氯化亚砜酰氯化后与巯基乙醇反应制备巯基功能化石墨烯,采用X-射线光电子能谱、拉曼光谱对巯基功能化石墨烯进行表征分析；将巯基功能化石墨烯修饰玻碳电极制备重金属传感器,采用循环伏安法和电化学阻抗法研究了修饰电极的电化学行为,并结合差分脉冲溶出伏安法,建立了痕量重金属镉的检测方法.结果表明：在最优化条件下,溶出峰电流与镉离子浓度在1伊10-9～150伊10-9范围内呈现良好的线性关系,线性相关系数为0.993,检出限为0.015伊10-9（S/N=3）,并具有良好的重现性（RSD=1.67%,n=11）.

基于自组装原位生长法制备聚苯胺/CNTs纳米复合物修饰叉指电极的葡萄糖生物传感器

采用自组装原位生长制备基于聚苯胺/CNTs 纳米复合物修饰叉指电极的葡萄糖生物传感器. 首先采用自组装的方式制备CNTs 修饰叉指电极,并采用对甲苯磺酸掺杂聚苯胺,原位在修饰电极表面生长聚苯胺,制备了PANI/CNTs 修饰电极; 然后将葡萄糖氧化酶固定在修饰电极表面制备了葡萄糖生物传感器. 采用拉曼光谱、扫描电子显微镜、原子力显微镜等对所制备的PANI/CNTs 复合物进行了表征分析;采用循环伏安法和电化学阻抗法研究了修饰电极的电化学行为. 传感器性能评价结果表明：在最优化条件下,葡萄糖浓度与响应电流在0.5-30 mmol/L 范围内呈现良好的线性关系, 响应灵敏度为62.17 μA/（mmol·L^-1）, 线性相关系数为0.997,检出限为0.15 mmol/L（S/N = 3）,并具有良好的重现性和稳定性.

金属离子络合丙烯酸基聚合物微胶囊的研制

采用类悬浮聚合法,制备了以丙烯酸基共聚物为壁材,相变材料——1-十二醇为芯材的微胶囊。采用场发射扫描电镜、X射线光电子能谱、X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、差示扫描量热和热重分析等测试手段,研究了金属离子络合对微胶囊的微观形貌、结构及性能的影响。这种价廉且相变焓较高的1-十二醇微胶囊经金属锰离子配位络合后,胶囊的热焓值从38.9J/g提升为51.6J/g,而胶囊的结晶峰值温度从4.5℃升至6.7℃,这反映出其囊壁的导热性能有所改善,在一定程度上抑制了过冷结晶。

量子点的制备及应用进展

本文分别从量子点的概念、特性、制备方法、表面修饰等方面对量子点进行了描述及讨论,在此基础上,对量子点在生物传感器方面的应用进行了,最后分析了量子点生物传感器的存在的问题,对其未来发展趋势进行了展望。

纳米Fe_2O_3/KIT-6介孔结构材料的制备及非均相Fenton催化降解亚甲基蓝性能研究

采用等体积浸渍法设计制备纳米Fe_2O_3/KIT-6介孔结构非均相Fenton催化材料,并测试其对亚甲基蓝的降解性能。采用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、小角X射线衍射(SAXRD)和氮气吸附脱附等方法表征其粒子尺寸、介孔有序性、比表面积及孔径分布等。结果表明,介孔KIT-6孔道内均匀分布着纳米尺寸的Fe_2O_3粒子,10%铁含量(质量分数)的纳米Fe_2O_3/KIT-6介孔结构材料具有最优的Fenton催化降解性能。这是因为适量的纳米Fe_2O_3负载使催化材料具有较大的比表面积和较多活性位点的同时具有一定的催化介质传质通道,同时减少纯纳米粒子在催化过程中的团聚,从而最终提高催化剂的Fenton催化降解性能。

烷基化程度对N-十八烷基化聚乙烯亚胺梳状高分子结构的影响

利用烷基化方法制备了烷基化取代程度(DS)介于47%～17.6%的N-十八烷基聚乙烯亚胺(PEI18C)梳状高分子.通过红外光谱、差示扫描量热法(DSC)、X-射线衍射和热失重分析等方法研究了PEI18C梳状高分子的结构、结晶行为和热稳定性,探讨了侧链烷基DS对C18侧链结晶及临界结晶行为的影响.结果发现,随DS的降低,PEI18C梳状高分子的结晶度由54.0%降至20.3%,可结晶碳原子数目由11.4个降到4.3个.受限于PEI骨架上C18烷基侧链的堆积排列模式并没有发生根本变化,仍以六方晶胞的形式进行排列.结果表明,侧链烷基DS或沿主链的侧链烷基分布密度对梳状高分子的结晶行为和临界结晶能力有明显的影响.从侧链结晶的角度,分析了侧链烷基取代度对梳状高分子结晶及热稳定性的影响.