基于纳米凹土的分离膜制备及性能

来源 :第九届全国膜与膜过程学术报告会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yfan828
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  从膜分离技术发展对膜材料的迫切需求及地方特色资源的开发利用这两个产业问题出发,采用天然凹土纳米纤维为膜材料制备高性能的陶瓷微滤膜。采用“浸浆法”在多孔氧化铝支撑上制备凹土纳米纤维微滤膜,研究了制膜液粘度、制膜液中凹土纳米纤维含量、分散剂聚丙烯酰胺(PAM)的用量、制膜液pH和浸浆时间对膜层厚度、膜孔径及其分布和渗透性能的影响,优化了凹土纳米纤维微滤膜的制备工艺参数。采用“浸浆法”在管状多孔α-Al2O3支撑体上制备了凹土-二氧化钛陶瓷微滤膜,研究了二氧化钛含量对膜微结构、膜强度、膜孔径及其分布和渗透性能的影响,优化了凹土-二氧化钛陶瓷微滤膜的制备工艺。分别选用原凹土、纯凹土、纯凹土-TiO2复合材料为原料,采用物理搅拌分散纤维束,考察分散剂种类、分散剂用量、聚合物用量对铸膜液粘度、制得膜结构和性能的影响。
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在膜中添加TiO2纳米粒子可有效改善膜的亲水性及机械强度,但过量添加会造成团聚,从而影响膜的分离性能。实验制备共混TiO2纳米粒子的PVDF中空纤维超滤膜,通过FT-IR表征膜的化学成分,SEM观察其微观结构的变化,考察了添加不同量的纳米TiO2粒子对PVDF膜的纯水通量、截留率、机械强度、孔隙率及亲水性等性能的影响。结果 与未添加纳米TiO2粒子的PVDF中空纤维膜相比,其微观结构发生明显变化,
膜分离技术以其高效、节能的特点近年来备受关注。膜材料是膜分离技术的核心,无机膜材料如炭分子筛膜、沸石膜、陶瓷膜等尽管具有良好的热和化学稳定性及较高的分离性能,但较高的制造成本限制其大规模工业化应用。而聚合物膜材料因制备工艺相对简单,成本较低得到广泛的应用,但其较差的热和化学稳定性限制了其在一些苛刻条件下的应用。热致交联可以使聚合物膜形成具有交联网状结构的交联膜,可明显提高聚合物膜的热和化学稳定性。
传统膜过程采用水力学压力驱动,而正渗透(Forward Osmosis)利用膜两侧的渗透压差作为驱动力,具有低能耗、膜污染容易恢复等优点.因此正渗透在近些年来受到广泛的关注.作为一个完整的正渗透过程,同时应包括驱动溶质回收步骤,而驱动溶质的回收能耗占整个正渗透过程能耗的比例很大.为了评价不同的驱动溶质对正渗透过程能耗的影响,利用Aspen软件平台模拟了包括驱动溶质回收步骤在内的完整正渗透过程能耗,
本文通过溶剂蒸发法制备了自支撑具有均质致密结构的聚砜纳米膜.通过改变溶剂种类和成膜温度,可以实现纳米膜孔径的有效调控.当选用DMAc作为溶剂时,所制得的聚砜膜孔径在1nm左右,相应地,其对硫酸钠的截留率可以达到80~82%,当提高成膜温度到110℃时,膜的孔径变小,膜对硫酸钠的截留率可以提升到87%.同时,所制得的膜具有较高的机械强度,力学强度高达66MPa.在此基础上,通过向聚砜膜中掺杂0~5w
通过改变合成液中钠离子浓度,制备高性能全硅MFI膜.本文通过SEM、XRD、EDX、IR、接触角测试、气体透过测试、渗透汽化测试等表征,详细分析了钠离子对膜层分离性能、生长情况、疏水性能等的影响.我们首次考察了钠离子对全硅MFI膜层的影响,在钠离子浓度较低时,其加速晶体成核与膜层生长,使得膜层更致密,分离性能提高;钠离子浓度较高时,会阻碍成核,降低膜层分离性能.在60℃时分离5%乙醇溶液,当Na+
NaA分子筛膜具有规则的孔道结构和超强的亲水性能,使其成为有机溶剂脱水领域最具应用价值的无机膜材料之一.尽管该类膜材料己实现了工业应用,但仍存在渗透通量低、膜组件密封复杂等不足,制约了NaA分子筛膜渗透汽化技术的进一步大规模推广应用.中空纤维载体管径小、管壁薄,可显著提高分子筛膜的通量和膜组件装填面积,近年来引起了人们的广泛关注.同时,不锈钢材料具有良好的延展性、柔韧性以及易于焊接密封等优点.因此
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氧化石墨烯(graphene oxide,GO)膜具有优异的物质选择性与传输渗透性,使得氧化石墨烯膜在海水淡化、离子分离、渗透汽化等领域具有重要的应用价值。在这些水环境中的应用,氧化石墨烯膜在水溶液中的稳定性至关重要。但由于氧化石墨烯表面富含氧化基团,氧化石墨烯片层表面的羟基和环氧基会与水形成氢键导致水合排斥,并且片层边缘带负电的羧基会引起片层间的负静电排斥,导致氧化石墨烯膜在水中会分解,稳定性非
选择透过性膜是膜技术的核心,为提高膜技术的应用效率和竞争力,膜应同时具有高渗透通量、高选择性和高稳定性,三个指标分别决定膜的处理能力、分离效率及使用寿命。然而对于目前广泛使用的高分子膜材料,其渗透通量和选择性与稳定性之间存在此消彼长的trade-off效应。该现象的产生原因来自两方面:(1)高分子膜材料渗透性与选择性之间相互制约;(2)膜超薄化导致的膜缺陷及低稳定性。目前所使用的大部分膜材料均非均
色氨酸的手性拆分有重要的意义,传统分离方法成本高,能耗大和二次污染严重;而基于膜技术的渗透分离则是很有前景的分离方法,它具有高效节能,无添加剂等优点.但是,目前在用于拆分色氨酸的各类传统膜的制备过程中,仍然有大量的有机化合物被引入其中,尚未真正实现过程的绿色化.本文开发出一种绿色、清洁的制膜方法,选用天然高分子聚合物海藻酸钠为功能聚合物,水为溶剂,氯化钙作为交联剂,D-色氨酸分子为模板分子,采用相