半结晶、耐溶剂膜材料在膜萃取卤水提锂中的应用

膜萃取是结合膜材料和萃取实现高效、绿色分离提取有价物质的膜技术.本文概括了近10年团队在为解决膜萃取稳定性,在耐溶剂、耐酸高分子膜材料方面的研究成果.研究发现,半结晶高聚物乙烯-乙烯醇共聚物(EVAL)和聚醚醚酮(PEEK)是针对有机萃取剂和强酸反萃体系合适的膜材料.为了降低膜传质阻力,利用相分离成膜过程中液-液和固-液相分离共存的特点,通过控制两种相分离动力学,实现膜结构和扩散阻力的优化.以青海盐湖高镁锂比卤水提锂为实例,完成了膜萃取和膜反萃用膜材料制备的基础研究工作,为进一步开发膜器件和工艺奠定了材料和理论基础.

层层自组装“三明治”结构纳滤膜实现高效镁锂分离

报道了中国科学院上海高等研究院近期在层层自组装((Layer-by-Layer,LBL))纳滤膜材料设计和组件制备的最新进展.研究提出了"三明治"新型纳滤膜结构,并在4寸组件基础上实现高效镁锂分离.在处理质量浓度为2000 mg/L、Mg^(2+)∶Li^(+)=20.7∶1(质量比)的模拟盐湖卤水时,该膜对Mg^(2+)的截留率为99.7%,镁锂分离系数为176,是目前文献报道可工程化的最佳结果之一.

国际正渗透膜技术研讨会IFOS2016回顾:正渗透可行吗?

回顾了2016年底在悉尼召开的国际正渗透研讨会的主要内容,概括了近年来正渗透技术研究和应用的最新进展。在膜材料方面,提高水通量应着重于降低支撑层结构参数,而不是提高分离层的渗透性能。提高分离层的截留率和耐污染性是提高膜性能的关键。对于各种类型的驱动溶质而言,无机盐很可能是最为现实可靠的驱动溶质。正渗透技术在渗透稀释和与其他分离技术的耦合过程处理高含盐污染水源中有潜在应用,然而渗透能发电在短期很难成为主流的新兴能源。

国际正渗透膜技术论坛IFOS2014正渗透：希望与挑战

近年来，正渗透膜技术引起国内外研究人员和企业的广泛重视．由中国科学院支持，卧龙岗大学和悉尼科技大学协助，将在中科院上海高等研究院举办“国际正渗透膜技术论坛（IFOS2014）”．本次会议重点是交流正渗透技术科研和应用领域的最新成果，探讨正渗透技术的发展，促进国内外科学家、工程技术人员和企业用户之间对正渗透膜技术的应用和推广．IFOS2014将是一个小型、轻松的会议．会议时间：2014年7月18—19日．

耦合膜系统实现从工业污水和卤水中有价物质提取

金砖五国,包括中国、俄罗斯、巴西、南非和印度,为世界经济高速发展的新兴经济体.在人口增长、环境保护、饮用水以及食品需求等方面存在共同问题.金砖五国社会发展分布呈现两极化,有人口高密度发达工业和农业地区,也有基础设施、电力和净水供应严重缺乏的偏远地区.我们面临与西方发达国家不同的挑战.生物工艺技术可能会有效地解决碳循环问题,化石燃料会逐渐被可再生能源替代,但是对于制约高科技和经济发展的稀有和贵重金属,一旦被开采并进入到生态圈,则很难再生且不可持续.最为典型的是电子器件、电池和太阳能电池板等的需求增长,大量的贵金属从地下资源流失到城市和工业生产过程.将这些资源重新回收是熵减小过程,需要耗费大量能源.

响应面法优化PSSA/PVA共混膜催化酯化制备生物柴油

采用响应面法考察聚苯乙烯磺酸(PSSA)/聚乙烯醇(PVA)共混型催化膜催化酯化制备生物柴油工艺中催化膜用量、醇油质量比、反应时间和反应温度及其交互作用对酯化率的影响,结果发现,各因素对转化率影响顺序为:醇油比>催化剂用量>反应温度>反应时间;同时,醇油比与催化剂量的交互作用对转化率的影响最强,而与反应时间相关的交互作用则弱.最佳条件为:催化剂用量1.56mol(H+)、醇油质量比1.2∶1、反应时间7h和反应温度64.5℃.预测的酯化转化率(97.27%)与实验验证结果(94.60%)比较接近.

磺酸甜菜碱-硅氧烷型两性离子化学和涂层改性PVDF微孔膜对腐殖酸和蛋白质污染的分析

由于聚偏氟乙烯(PVDF)微孔膜疏水,易形成表面及孔污染,本文采用一步涂层(涂层膜)或者羟基化-接枝交联法(化学交联膜),在膜孔表面引入磺酸甜菜碱-硅氧烷型两性离子, 3-(三甲氧基硅烷)丙氨基-丙烷-1-磺酸,提高PVDF微滤膜耐污染性.接枝两性离子后膜的接触角下降为零,而涂层膜接触角仅略降低.但是交联膜及涂层膜的纯水通量均提升为原膜2倍左右.在处理腐殖酸(HA)溶液时,交联膜和涂层膜的稳定通量提高了70%~90%.而过滤牛血清蛋白(BSA)溶液时,两种膜的稳定通量与原膜接近.采用阻力模型和Hermia模型分析了污染机理.结果表明,两性离子改性后较好地耐腐殖酸污染,但是对蛋白质耐污染较差.表面电位分析表明,腐殖酸高负电性被改性膜表面排斥是膜耐污染重要原因;而蛋白质弱负电性和与膜表面其他相互作用,以及蛋白质之间优先作用,导致易于吸附,覆盖膜表面,两性离子改性优势无法表现出来.本文科学分析了两性离子耐污染的优势和劣势,为表面改性膜的实际应用提供了数据和方法.

中空纤维正渗透膜浓缩灰水过程中的膜污染和清洗初探

采用中空纤维复合正渗透膜处理灰水,考察了以灰水中不同成分为原料液的动态膜污染过程,并探究它们之间的相互作用,分析得出蛋白质是体系中的主要污染物,Ca2+和表面活性剂可以与其发生相互作用而加速污染,灰水体系的膜污染主要是由于各个组分相互间的作用造成的.此外,还通过渗透反洗的方法有效恢复膜通量到原来的95%.

基于乙二胺四乙酸的正渗透驱动液的研究

以研究高驱动通量的驱动体系为目标,考察具有一定的空间结构且体积较大的有机盐类分子作为正渗透驱动液的可能性。以乙二胺四乙酸(EDTA)二钠盐为溶质,评价了其正渗透驱动通量和截留效率。结果表明,以商业反渗透膜为评价介质,0.5 mol/L EDTA为驱动液,水通量为13.6 L/(m2.h),驱动效率高于NaCl。