膜表面光接枝改性的研究现状及展望

本文介绍了利用紫外光将单体接枝到聚合物表面的技术原理与条件 ,并介绍了分离膜表面进行光接枝聚合的研究进展及发展趋势     

聚砜中空纤维超滤膜动态法表面光接枝改性

以二苯甲酮(BP)为光引发剂，丙烯酰胺(AAM)为接枝单体，以先用紫外光照射引发剂，然后将引发剂和单体分步输送到膜上的方法对聚砜单内皮层中空纤维超滤膜的内表面进行接枝改性。实验表明，改性后膜的表面亲水性有所上升，膜孔径也有一定程度的减小。证明该方法具有可行性，并有进一步发展的潜力。     

聚砜中空纤维超滤膜动态法表面光接枝改性

以二苯甲酮 (BP)为光引发剂 ,丙烯酰胺 (AAM)为接枝单体 ,以先用紫外光照射引发剂 ,然后将引发剂和单体分步输送到膜上的方法对聚砜单内皮层中空纤维超滤膜的内表面进行接枝改性。实验表明 ,改性后膜的表面亲水性有所上升 ,膜孔径也有一定程度的减小。证明该方法具有可行性 ,并有进一步发展的潜力。     

改性PES膜在MBR中膜阻力分析及膜污染机理研究

以聚醚砜(PES)、醋酸纤维素(CA)和纳米二氧化钛(TiO2)为膜材料,采用L-S相转化法制备共混改性PES膜。在24℃、0.2 MPa的操作条件下,制得的PES膜纯水通量为300 L/(m2.h)左右,CA改性PES膜为660 L/(m2.h)左右,TiO2改性PES膜为840 L/(m2.h)左右。通过膜生物反应器中膜阻力的测定,表明膜污染主要由浓差极化层及凝胶层引起的;通过活性污泥对膜污染机理的研究,判断出污泥的过滤过程基本符合沉积过滤定律。在MBR中运行时,改性PES膜稳定通量高于未改性膜,总阻力低于未改性膜;TiO2改性膜稳定通量高于CA改性膜,总阻力低于CA改性膜;通过扫描电镜分析,改性PES膜沉积层的厚度均比未改性膜薄,TiO2改性膜沉积层厚度小于CA改性膜,表明改性膜的抗污染性能提高了,TiO改性膜抗污染性能更优。     

活性炭材料的活性与改性

活性炭是一种应用广泛的吸附催化剂，其性能取决于它的孔隙结构和表面化学性质。根据活性炭的表面特性对不同物质的吸附性能，对活性炭进行活化和改性处理，能进一步满足各种特殊用途的要求。本文概述了活性炭的各种活化和改性处理技术。     

改性无纺布膜生物反应器处理聚酯工艺废水研究

采用自制壳聚糖改性聚丙烯无纺布膜为膜组件的A/O-MBR(厌氧/好氧-膜生物反应器)工艺对聚酯工艺废水的处理进行了研究,并与PVDF商品膜性能进行了比较研究。在近70 d的运行中,当进水COD在200~500 mg/L之间,总氮在30~45 mg/L之间波动时,2种平板膜出水水质稳定。出水COD40 mg/L,NH4+-N0.5 mg/L,TN5 mg/L,浊度0.2 NTU,均满足回用水水质要求和最新的辽宁省废水排放标准。实验中考察分析了污泥浓度和COD/TN对总氮去除率的影响。对比2种膜的运行结果,改性聚丙烯无纺布膜的出水水质略好于PVDF商品膜,但过膜压力稍大、膜通量稍小。     

废水处理用聚乙烯生物填料表面改性与表征研究

采用化学氧化-铁离子覆盖和化学氧化-表面接枝2种方法对聚乙烯生物填料进行表面改性,并使用接触角、扫描电镜及X射线光电子能谱等手段对改性前后的填料表面进行表征,同时还考察其在废水处理中的挂膜速度和处理效果。结果表明,2种改性方法都能使填料表面形成腐蚀坑而增加了表面粗糙度,并引入基团使填料表面呈正电性,使得填料的亲水性与生物亲和性增强,有利于微生物的粘附。2种改性方法可将挂膜时间分别缩短37.5%和60%,挂膜量分别提高54.8%和76.1%,COD的去除率也分别提高10.63%和8.64%。     

季铵盐改性聚偏氟乙烯膜抗污染性能及其对厌氧膜生物反应器微生物的潜在影响研究

将季铵盐(QAC)改性聚偏氟乙烯(PVDF)膜运用于厌氧膜生物反应器(AnMBR),评估了其抗污染性能,探讨了厌氧微生物在QAC/PVDF膜上短期暴露时的活性变化情况。结果表明,QAC/PVDF膜在AnMBR中清洗周期较长,说明QAC/PVDF膜可延缓AnMBR的膜污染形成;将厌氧微生物短期暴露于QAC/PVDF膜的环境中,QAC/PVDF膜对厌氧生物处理相关酶活性影响较小,不会引起厌氧微生物细胞破损或产甲烷性能下降。但随着直接接触的QAC浓度上升,厌氧微生物细胞破损比例上升,相关酶活性和产甲烷性能下降。     

铋改性沸石粉强化超滤膜性能的研究

为进一步提高超滤工艺对废水深度处理效果、减缓超滤膜污染,研究提出铋改性沸石粉强化超滤(Bi-Z-UF),并对铋改性沸石粉投加量、粒径和反冲洗频率进行优化以获得高效的强化效果。结果表明:(1)相比直接超滤和天然沸石粉强化超滤,Bi-Z-UF更能有效减缓膜通量下降速率,经过3个过滤周期,膜反冲洗后几乎能恢复到初始膜通量。(2)Bi-Z-UF对污水处理厂二级出水中COD、254nm处吸光度(UV_(254))和TN的去除率最高分别可达26%、23%和16%。(3)铋改性增加了沸石的吸附活性中心,在超滤膜表面形成了疏松有孔的"保护层",能减少污染物与超滤膜直接接触,有利于减缓膜通量下降速率,并促进对污染物的吸附、截留与去除,强化了超滤膜性能。     

有机磷酸化TiO2改性阳离子交换膜的制备与性能

通过添加有机磷酸化纳米二氧化钛(organophosphorylated titania nanoparticles,OPTi)的方法提高聚氯乙烯(PVC)阳离子交换膜的性能,先采用氨基三亚甲基膦酸通过磷氧化学键合将纳米二氧化钛有机磷酸化,再将制备好的OPTi与PVC粉末共混制备阳离子交换膜。通过X射线光电子能谱和傅里叶变换红外光谱分析OPTi的元素组成和表面特征官能团,通过扫描电镜研究了异相膜的表面和断面形貌。此外,还考察了不同OPTi的添加量对膜的含水率、离子交换量、机械性能和膜面电阻等性质的影响。结果表明,OPTi的加入使膜的固定电荷浓度、离子选择性和机械性能提高,膜面电阻大大降低并且在电渗析实验中,改性异相膜与原膜比较达到能耗降低26.68%、电流效率提高29.27%的显著效果。     

表面改性GOT/PVDF超滤膜的制备及对水中微污染物的去除

以氧化石墨烯-二氧化钛（GOT）纳米复合物作为亲水化改性剂,通过动态过滤法对聚偏氟乙烯（PVDF）超滤膜进行改性,得到GOT/PVDF改性膜。分别选用腐殖酸（HA）、磺胺嘧啶（SDZ）作为水中微污染物的代表物质,研究了改性膜在不同光照条件下对HA及SDZ的去除行为,同时考察了膜表面GOT的稳定性。结果表明：GOT/PVDF改性膜能提高对水中天然有机物的去除并控制膜污染;在光催化条件下,GOT/PVDF膜能够去除98.3%的SDZ,远高于黑暗条件下31.8%的去除率。     

微量1,6-己二胺改性纳米Fe3O4对PVDF共混膜性能的影响

以微量的改性纳米四氧化三铁与聚偏氟乙烯(PVDF)共混,制备具有良好亲水性、纯水通量和防污性能的PVDF复合膜。通过溶剂热法合成了经1,6-己二胺改性的纳米四氧化三铁(H-Fe3O4),同时比较了未经改性的四氧化三铁(Fe3O4)和改性后的四氧化三铁(H-Fe3O4)的结构性能差异。通过相转化法制备了H-Fe3O4(质量分数小于1.0%)与PVDF的共混复合膜(H-Fe3O4@PVDF复合膜)。通过测试膜的晶相组成、表面和断面形貌、静态纯水接触角、平均孔隙率、平均孔径、纯水通量、牛白蛋白截留率以及通量恢复率,研究微量H-Fe3O4的投加对复合膜性能的影响。结果表明,经1,6-己二胺调控合成的H-Fe3O4,比Fe3O4拥有更小的粒径、更好的单分散性以及更多的亲水官能团。向膜中添加0.3%的H-Fe3O4,可使复合膜的静态纯水接触角由80.9°降到66.6°,亲水性得到良好的改善。复合膜的平均孔隙率、平均孔径、纯水通量以及通量恢复率随H-Fe3O4投加量的增加均明显提高。当H-Fe3O4质量分数为0.4%时,复合膜的纯水通量从原膜的10.4 L·(m2·h)-1增加到了144.0 L·(m2·h)-1,通量恢复率也从原膜的51.4%增加到了87.5%。微量H-Fe3O4的添加较好地改善了PVDF膜的性能,具有较好的实用价值。     

超声波有机改性凹凸棒土的苯酚吸附性能研究

采用超声波技术,对凹凸棒土进行有机改性,提高凹凸棒土的苯酚吸附能力,比较了不同的阳离子表面活性剂的改性效果,并且通过正交实验得出了超声波改性的最优化工艺条件为：十八烷基三甲基氯化铵的添加比例为35 mmol/100 g,超声波处理时间10 min,屏极电流0.5 A.在此条件下,苯酚去除率可达酸处理凹凸棒土的80倍以上,是搅拌有机改性的1.5倍.     

改性铁覆膜砂的制备及吸附性能研究

制备了4种改性铁覆膜砂,并对其吸附性能进行了全面的实验,分析比较了4种改性剂的作用和效果.实验中发现,添加改性剂对铁覆膜砂吸附性能的促进作用各不相同,改性剂和铁氧化物的性质共同决定了改性铁覆膜砂的性质.吸附等温线和连续动态过滤实验结果表明,活性炭和硅藻土对提高铁覆膜砂吸附性能有促进作用,但膨润土和粉煤灰的作用不明显,甚至还可能降低吸附容量.活性炭改性铁覆膜砂的吸附等温式符合Langmuir模型,硅藻土改性铁覆膜砂、膨润土改性铁覆膜砂和粉煤灰改性铁覆膜砂对Langmuir模型和Freundlich模型都有较好的相关性.改性铁覆膜砂对天然有机物(NOM)的吸附属于单分子层吸附,吸附的主要机理为静电相互作用、配位交换-表面络合作用和疏水/憎水作用等.溶液pH值对改性铁覆膜砂吸附NOM有很大的影响,表现为低"pH值去除效率高,高pH值去除效率低"的特点,其变化规律取决于添加物质的性质.磷酸盐会和腐殖酸在改性铁覆膜砂表面产生竞争吸附,磷酸盐对粉煤灰改性铁覆膜砂的吸附能力影响最大.     

氧化石墨烯-FeCl3改性沸石联合生物预处理对氨氮的强化处理研究

以氧化石墨烯(GO)和FeCl_3·6H_2O为改性剂,制备GO-FeCl_3改性沸石,与生物预处理技术结合,对含(2.98±0.38)mg/L氨氮的微污染水进行强化处理,探讨了GO-FeCl_3改性沸石表面的挂膜性能以及GO-FeCl_3改性沸石的表面特性,并对GO-FeCl_3改性沸石、FeCl_3改性石英砂(IOCS)和普通石英砂(RQS)3种滤料联合生物预处理的强化处理效果进行了比较分析。结果表明:(1)与RQS和IOCS比较,GO-FeCl_3改性沸石表面生物量最高(17.26μg/cm~3);(2)GO-FeCl_3改性沸石联合生物预处理,对氨氮的去除率最高(95.60%),出水中悬浮物粒径最小(由进水的458.70nm下降至1.49nm),生物安全性最高;(3)GO-FeCl_3改性沸石比表面积最大,表面结构更加复杂且多孔,表面含有羟基、羧基等官能团,且煅烧过程形成的Fe_3O_4和α-FeOOH与GO结合,具有一定的可见光催化作用,因而强化处理效果最好。     

超声波有机改性凹凸棒土的苯酚吸附性能研究

采用超声波技术,对凹凸棒土进行有机改性,提高凹凸棒土的苯酚吸附能力,比较了不同的阳离子表面活性剂的改性效果,并且通过正交实验得出了超声波改性的最优化工艺条件为:十八烷基三甲基氯化铵的添加比例为35mmol/100g,超声波处理时间10min,屏极电流0·5A。在此条件下,苯酚去除率可达酸处理凹凸棒土的80倍以上,是搅拌有机改性的1.5倍。     

微乳状液膜与乳状液膜分离废水中Cr(Ⅵ)的对比研究

利用正交优化试验所得最优配比方案,以三正辛胺(TOA)、仲辛醇和磷酸三丁酯(TBP)为载体,Span-80为表面活性剂,正丁醇为助表面活性剂,煤油为膜溶剂制备微乳状液膜;以TOA、仲辛醇、TBP为载体,酸性兰-113为表面活性剂,煤油为膜溶剂制备乳状液膜.通过单因素扩大试验比较了微乳状液膜与乳状液膜对废水中Cr(Ⅵ)的分离效果.结果表明,在相同条件下微乳状液膜对Cr(Ⅵ)具有更高的分离率.随着乳液用量的减少,微乳状液膜对Cr(Ⅵ)的分离率下降不明显,而乳状液膜对Cr(Ⅵ)的分离率明显下降,说明微乳状液膜具有更好的稳定性.     

藻类膜对磷的吸附/吸收行为研究

在光照强度约4000 lx及温度28℃条件下,将水华鱼腥藻(Anabaena flos-aquae)和斜生栅藻(Scenedesmus obliqnus)附着在弹性聚氯乙烯载体上形成藻类膜,研究藻细胞在富磷环境(约为2 mg/L)中对磷的短期吸收过程,分析基质中磷、藻细胞总磷及表面吸附磷的迁移变化特征。结果表明:水华鱼腥藻和斜生栅藻细胞总磷含量在稳定时分别为0.96和0.85 mg/mg(以chla计);藻细胞表面对磷的吸附在240 min时达到平衡,其中水华鱼腥藻吸附量占细胞总磷(包括表面吸附磷和细胞内磷)的28.1%,斜生栅藻则为23.5%。根据吸附模型拟合结果,藻细胞表面对磷的吸附符合Langmuir吸附等温式。     

不同种类金属离子改性椰壳活性炭吸附分离CO2/CH4的研究

分别用碱金属(K)、碱土金属(Ca、Mg)和重金属(Fe、Cu、Ag)对椰壳活性炭(AC)进行改性,对改性前后AC的理化性质及其对CO_2/CH_4的吸附分离效果进行了综合对比分析。结果表明,经金属离子改性后AC的比表面积、总孔体积和微孔体积下降,中孔体积变大;AC改性前后主要官能团基本相同,除Ag~+改性AC中出现了Ag的衍射峰外,其余的物相结构基本没有改变。经金属离子改性后,AC对CO_2的吸附量增大,这与负载的金属增加了AC的表面极性密切相关;而对CH_4的吸附则大体低于原AC。改性AC对CO_2/CH_4混合气的分离效果均优于原AC,其中以K~+改性效果最优。金属离子改性AC对CO_2吸附能力和对CO_2/CH_4混合气分离效果的优劣程度大体为:碱金属改性AC碱土金属改性AC重金属改性AC。     

纳米SiO2改性聚偏氟乙烯离子交换膜对单组分电解质溶液的脱盐性能研究

对纳米SiO2改性聚偏氟乙烯(SiO2/PVDF)离子交换膜电渗析处理单组分电解质溶液进行了试验研究。结果表明,在不同操作条件下,SiO2/PVDF离子交换膜的极限电流密度和脱盐率均大于未改性聚偏氟乙烯(PVDF)离子交换膜。SiO2/PVDF离子交换膜的极限电流密度随着淡水流量和电解质浓度的增加而增加;随着电流强度的增加,SiO2/PVDF离子交换膜的脱盐率也相应增加;随着淡水流量增加,脱盐率会逐渐降低。为使SiO2/PVDF离子交换膜用于电渗析过程获得良好的脱盐效果和节约能量,NaCl质量浓度为500mg/L时电流密度应控制在1.17mA/cm2。