聚氯乙烯与聚醚砜共混平板膜的研究

采用剪切黏度法、稀溶液黏度法对聚氯乙烯(PVC)/聚醚砜(PES)共混体系的相容性进行了研究。然后采用液-固相转化法制备了PVC/PES共混膜,并对共混膜的性能进行表征。PVC/PES共混体系为部分相容体系;稀溶液黏度测试结果和共混膜断面的电镜扫描(SEM)图表明,共混比为9/1,8/2,7/3,2/8及1/9时,共混体系是相容的。膜性能测试结果表明,PES的加入可以明显提高PVC膜的水通量、拉伸强度和韧性。通过对水通量和机械性能的比较,共混比为7/3时,膜的水通量和机械性能比较好。     

聚氯乙烯(PVC)/聚苯砜(PPSU)共混膜的研制

采用相转化法制备了PVC/PPSU共混膜,研究PVC/PPSU共混体系的相容性,共混比和聚合物含量对共混膜性能的影响,最佳共混膜与PVC膜及PPSU膜的水通量、抗拉强度的比较。研究结果表明:共混体系为部分相容体系,共混膜较PVC膜及PPSU膜在水通量、抗拉强度及污水过滤性能方面有较大程度提高,在共混比为5/5及聚合物含量为16%~22%时共混膜的综合性能较好。     

添加剂PEG对共混超滤膜结构和性能的影响

以不同分子量聚乙二醇 (PEG)作为PSf/A共混超滤膜的添加剂 ,测定所制备膜的水通量、截留率 .结果表明 ,膜的水通量随PEG分子量的变化呈现非线性关系 .当PEG分子量为4000时 ,水通量达到最大值115.2mL·(cm²·h)^-1,是不加PEG时的6倍 .通过超滤实验结果以及膜结构的电镜照片的观察 ,研究了PSf/A共混超滤膜体系中PEG作用的规律 .PEG分子量的增加改变了PSf/A铸膜液体系的相平衡关系 ,使铸膜液成为热力学不稳定体系 ,加速了相分离的发生 ;另外 ,PEG分子量的增加提高了铸膜液的粘度 ,引起相分离的延迟,这2种作用影响了膜的最终结构和性能.     

光催化复合超滤膜的制备与催化性能

经金属Fe掺杂改性的TiO_2纳米粒子与PSF铸膜液共混,采用L-S浸没相转化法制备了分散均匀的Fe-TiO_2/PSF光催化复合超滤膜,测试该复合超滤膜的形貌、表面官能团、亲水性能、超滤性能、机械性能、热稳定性能、光催化性能,考察了纳米Fe-TiO_2光催化剂的含量对膜结构和性能的影响.结果表明:当Fe-TiO_2与PSF质量比为0.20时,Fe-TiO_2/PSF复合膜对罗丹明B(RhB)的去除率(61%)明显高于纯聚砜膜(33%);通过添加光催化剂,可使复合膜在模拟太阳光下具有光响应;同时,催化剂的适量添加,可提高聚砜膜的亲水性和物化性能,拓宽膜的应用领域.     

聚离子液体修饰荷电超滤复合膜的构建及其抗污染性分析

以氯化-1-烯丙基-3-乙烯基咪唑离子液体为反应单体,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,通过自由基聚合先合成聚离子液体预聚物,并将其与聚偏氟乙烯(PVDF)、聚乙二醇(PEG)进一步共混反应,以制备聚离子液体/PVDF共混铸膜液.然后将该铸膜液在聚丙烯(PP)微孔膜表面进行涂覆成膜,以制备具有互穿网络结构的聚离子液体/PVDF荷电复合膜.采用红外光谱、扫描电镜、Zeta电位计等对复合膜表面的化学结构、形貌及荷电性能等进行分析,并采用水通量测定仪对复合膜的纯水通量及蛋白质和染料的分离性能等进行了研究.结果表明,该复合膜表面具有较好的荷电性能,且随聚离子液体的加入可以有效提高膜的亲水性和抗污染性,复合膜M2的纯水通量可达到101.7 L·m-2·h-1,该膜对溶菌酶和染料罗丹明6G的截留率分别为88.0%和94.1%,该分离膜经清水反冲洗后通量恢复率分别达到72.5%和91.8%.     

两亲性共聚物共混PVDF超滤膜的界面性质与抗蛋白质污染的研究

考察了两亲性共聚物聚氧乙烯/聚氧丙烯/聚氧乙烯[PEO-PPO-PEO(F127)]共混聚偏氟乙烯(PVDF)铸膜液,在水相凝胶浴中的相转化动力学过程.结合衰减全反射傅立叶转变红外光谱(ATR-FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)等表征手段,分析了F127含量在PVDF膜表面的PEO富集率、膜微观形貌及结构参数的影响规律.以静态吸附量、过滤比通量衰减及膜污染阻力模型,评价了F127/PVDF共混膜对牛血清蛋白(BSA)的抗污染性能.结果表明随着F127添加量增大,相转化延迟分相行为增强,膜表面及内部孔径和孔隙率升高,表面粗糙度增大,膜面PEO富集率的增幅在F127含量达15%后趋于稳定.F127含量在15%~25%之间的共混膜有较高的渗透通量和BSA截留率,静态吸附量低,比通量衰减速度慢,不可逆污染指数低,堵孔阻力及滤饼层阻力分布系数小,表现了良好的抗污染性能.     

SiO_2对PVDF/PMMA/TPU五孔膜结构与性能的影响

在PVDF/PMMA/TPU铸膜液中添加SiO2,采用相转化法制备有机/无机共混五孔膜,并经接触角实验、扫描电子显微镜、超滤实验和拉伸实验分别对不同SiO2添加量下膜的亲水性能、微观结构、超滤性能和机械性能进行了分析。结果表明,当SiO2添加量为0.5%时,膜的亲水性较好,结构形态也有所改善,此时纯水通量为164.8 L/(h.m2),同时截留率可达76.8%,膜的拉伸性能也有所提高;但是SiO2含量过高的情况下,膜的各项性能指标会因SiO2颗粒的团聚现象而下降。     

PVDF/TPU中空纤维膜研制中铸膜液结构对膜结构与膜性能的影响

选用聚偏氟乙烯(PVDF)和热塑性聚氨酯弹性体(TPU)作为膜材料,二甲基乙酰胺(DMAC)为溶剂,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为添加剂,采用干—湿法纺丝成膜,对影响膜性能的铸膜液结构进行了讨论。文中描述的PVDF/TPU中空纤维膜的最大水通量为865.923 mL/(cm2.h),截留率为865.92%(截留牛血清蛋白分子量为67 000)。     

海藻酸钠/聚乙烯醇共混膜制备及对离子吸附性能

以天然高分子海藻酸钠为原料,与聚乙烯醇进行溶液共混,研制海藻酸钠与聚乙烯醇共混膜。探讨了共混膜对微量A(sⅤ)、C(rⅥ)、Cu2+的吸附性能。结果表明,共混膜具有韧性、有较高的抗水性和较好的综合力学性能等特点,并且对离子的去除率较高,提高了其应用价值。     

PVC/PU共混超滤膜性能研究

PVC膜对糖类化合物有较强的排斥力,但其亲水性差,而聚氨酯有较强的亲水性,本课题研究聚氯乙烯(PVC)与聚氨酯(PU)的共混膜,探讨相转化法制备PVC/PU共混超滤膜的性能。实验结果表明:当聚合物质量分数为16%,m(PVC)/m(PU)以8/2(质量分数)共混时,可制的水通量、截留率较好的多孔膜。     

Fabrication of asymmetric poly (m-phenylene isophthalamide) nanofiltration membrane for chromium(VI) removal

The feasibility of employing nanofiltration for the removal of chromium(VI) from wastewater was investigated. Poly (m-phenylene isophthalamide) (PMIA) was used to fabricate asymmetric nanofiltration membrane through the phase-inversion technique. Scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM) were used to characterize the obtained membrane, and the both confirmed a much smoother surface which could reduce membrane fouling. The PMIA membrane showed di erent rejections to electrolytes in a sequence of Na2SO4 > MgSO4 > NaCl > MgCl2, which was similar to the sequence of the negatively charged nanofiltration membranes. Separation experiments on chromium(VI) solution were conducted at various operating conditions, such as feed concentration, applied pressure and pH. It is concluded that chromium(VI) could be e ectively removed from chromiumcontaining wastewater by the PMIA nanofiltration membranes while maintaining their pollution resistance under alkaline condition.     

聚离子液体刷接枝改性PVDF膜及其对药物硫酸氢氯吡咯雷分离性能研究

以聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜为底膜,通过浸渍法使多巴胺(DOPA)在膜表面形成聚多巴胺(PDOPA)层,然后由化学反应固定溴代卤化物,并通过原子转移自由基聚合(ATRP)反应在膜表面接枝聚离子液体刷(PBIVm-Br),以制备聚离子液体刷改性PVDF膜,即PVDF-g-PBIVm-Br膜.结果表明,改性PVDF膜的接触角下降至60°以下且显示出良好的荷正电性.改性膜的药物通量和截留率均大于未改性PVDF膜,分离10 mg·L~(-1)的硫酸氢氯吡咯雷时,改性膜(M4)的药物通量可达27.62 L·m~(-2)·h~(-1),截留率为89.03%,通量恢复率为95.32%.经过60 h分离实验后,膜M4对硫酸氢氯吡咯雷溶液的分离通量维持在18.05 L·m~(-2)·h~(-1),截留率从89.03%上升到92.19%.以上结果表明,聚离子液体刷改性膜在荷正电有机污染物的分离方面具有一定的应用前景.     

亲水荷电超滤膜的制备及对腐殖酸的分离性能

为改善聚醚砜(PES)超滤膜的抗污染性能和提高对腐殖酸(HA)的截留率,以介孔二氧化硅(MS)为添加剂,采用相转化法制备了亲水性PES/MS复合超滤膜,并对膜表面进行荷电改性.研究了MS对膜的断面结构、表面化学性质和过滤性能的影响,考察了荷电改性PES/MS超滤膜对水中HA的分离性能以及溶液pH值、离子强度和钙离子浓度等因素对荷电膜超滤过程的影响.SEM表征结果显示,MS颗粒在PES/MS复合膜的表面分散均匀,膜孔的连通性改善.亲水荷电改性后,膜表面接触角由68°降至57°,zeta电位由-6.31mV降至-11.45mV,膜对HA的去除率由72%提高到95%,通量衰减率由29.8%减小到4.9%.结果表明,对PES超滤膜进行亲水荷电改性可有效提高对HA的截留率,同时减轻膜污染;另外,溶液的pH值、离子强度和钙离子浓度对荷电超滤膜的过滤性能有较大影响,调节合适的溶液环境可在提高截留率的同时,减轻膜污染.     

纳米零价铁强化微生物电催化-厌氧膜生物组合反应器抗膜污染能力及其调控机制

膜污染是厌氧膜生物反应器（anaerobic membrane bioreactor,AnMBR）产业化应用面临的最大挑战.本研究构建新型微生物电催化（bio-electrochemical systems,BES）-AnMBR组合反应器,以探究纳米零价铁（nano-zero-valent iron,nZVI）投加对BES-AnMBR组合系统膜污染削减和甲烷产生等性能的影响.结果表明,BES-AnMBR组合系统运行稳定,COD去除率一直维持在95%左右.nZVI投加量（以VS计）为0.1 g ·g^-1时,运行性能最佳,跨膜压差（transmembrane pressure,TMP）较对照组降低28.1%,膜通量亦有轻微增加;甲烷产量为81.3 mL ·g^-1（以COD_removed计）,较对照组提高了12.1%.胞外聚合物（extracellular polymeric substance,EPS）变化和膜阻过滤分析表明,nZVI可以加强EPS分解,促进膜表面无机和有机富铁结垢层形成,改善膜污染分布特征,从而显著缓解膜污染.本研究将丰富传统AnMBR的基础理论,为污泥处理与资源化利用提供了新视角.     

QCM-D与AFM联用解析EfOM在SiO2改性PVDF超滤膜表面的吸附机制

为了进一步从微观角度上研究不同过滤阶段出水有机物(Ef OM)在纳米Si O2改性超滤膜表面的具体吸附机制,通过调节Si O2添加比例从而获得不同改性程度的实际膜.借用耗散型石英晶体微天平(QCM-D)与原子力显微镜(AFM)联用技术分别测定Ef OM在膜表面的吸附情况和Ef OM与膜之间的相互作用力.QCM-D实验结果与分析表明,膜表面的亲水性越好,膜表面Ef OM吸附量就越少,以及Ef OM在膜表面的吸附速率明显减缓.实验结果还发现,Ef OM的吸附经历了两个阶段:在初始阶段(15 min内),有机物快速吸附到膜表面并堆积;当Ef OM的吸附频率达到平衡时,耗散却处于非平衡状态,该现象说明虽然Ef OM在膜表面的吸附量达到稳定,但其吸附层的构象却仍在发生变化.AFM测定结果证明,随着亲水性的不断改善,Ef OM-膜、Ef OM-Ef OM之间的作用力均有所减小,该结果揭露了膜面Ef OM吸附量减少吸附速率下降的本质原因.QCM-D与AFM的联用有效地解释了膜改性对Ef OM吸附机制的影响.     

溶解性微生物产物在GO/PVDF杂化膜面的污染行为

为了解析溶解性微生物产物（SMP）在GO/PVDF杂化膜面的污染特性,对膜片进行了宏观污染实验,并采用耗散石英微晶天平（QCM-D）从微观角度分析了SMP在自制镀膜芯片上的吸附规律和污染层结构变化.结果表明,GO含量为0.5wt%的膜污染恢复率最高（79.95%）,抗污染能力最强.QCM-D实验发现,GO含量为0wt%镀膜芯片表面SMP吸附量最大,污染较为严重.膜片亲水性越强,吸附频率变化越小,抗污染能力越强.此外,GO含量为0.5wt%镀膜芯片表面的污染物结构比较疏松和柔软,其他膜表面的污染物结构较为坚硬和致密.     

萃取膜生物反应器处理苯酚废水的试验研究

从经过驯化的活性污泥中筛选出苯酚降解菌.制备成菌悬液,对比活性污泥体系和菌悬液体系的萃取膜生物反应器(EMB)对苯酚废水的处理效果,考察了料液苯酚浓度、反应器温度等因素对膜萃取速率及生物降解效果的影响.结果表明,通过以苯酚为唯一碳源,逐渐提高苯酚浓度的方法对活性污泥进行驯化.当进水苯酚浓度为700 mg·L-1时,苯酚去除率达99%以上;适当提高反应器温度和料液初始浓度有利于提高膜萃取速率;当初始料液苯酚浓度为2000 mg·L-1时,膜萃取速率高于生物降解速率,生物相中产生苯酚积累;菌悬液体系EMB的生物膜厚度明显小于活性污泥体系,且水力反冲洗可有效控制生物膜厚度.对苯酚生物降解产物的GC-MS分析结果表明,苯酚的生物降解较彻底,基本无苯酚中间产物的残留.     

Photochemical surface modification of poly(arylsulfone) ultrafiltration membrane and covalent immobilization of enzyme

The sensitivity of poly(arylsulfone)(PSf) for UV irradiation in different solvents(water and ethanol) was investigated. It is confirmed that acrylic acid(AA) and acrylamide(AAm) are grafted only onto the surface of the membrane instead of the interior by FTIR and scanning electron microscope(SEM). The membrane performance (ΔJ/J0 and contact angle θ) after photografting was studied. In the range of conditions used, the grafting yield increases with irradiation time and monomer concentration growing. After photografting and N-3-dimethylaminopropyl-N‘-ethycarbodiimide hydrochloride(EDC) activation, PSf membrane was immobilized with hydrogen peroxide oxidoreductase, and showed a higher activity than the control membrane.     

混凝-膜过滤中滤饼层对双酚A的去除强化作用研究

以聚合氯化铝(PAC)和氯化铁(FeCl3)为混凝剂,分析了双酚A(BPA)在1g/L高岭土溶液混凝过程中的特征.并借助循环错流过滤强化污染层累积的方法,评价产生滤饼层的微滤(MF)膜对BPA的截留效果.结果表明:清洁的微滤膜过滤BPA溶液在短时间内达到截留吸附饱和,之后其对BPA的吸附截留作用显著降低;混凝絮体混合液经膜过滤时产生的污染层有利于BPA的去除,且单独混凝对BPA去除率最高的混凝剂投加量下进行膜过滤时的阻力较小.PAC混凝—膜过滤后BPA去除率比单独混凝提高了34.30%;FeCl3混凝—膜过滤后BPA去除率比单独混凝提高了28.38%.初始BPA浓度对混凝-膜过滤去除率有一定影响,BPA浓度为100μg/L时,比BPA浓度为5mg/L时采用2种混凝-微滤膜过滤方式去除率均有提高.