膜科学与技术杂志2020年第6期
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- 单乙醇胺和二氧化碳对聚酰胺反渗透复合膜的影响
- 聚酰胺反渗透复合膜占据了反渗透膜的主要市场，其分离性能主要由聚酰胺分离层的结构和性能决定，是目前研究的热点。采用纳米发泡的方法调控聚酰胺分离层的微纳结构，通过在水相中加入乙醇胺调控二氧化碳的溶解度，借以调控聚酰胺分离层的形貌，考察单乙醇胺用量对聚酰胺反渗透复合膜结构和性能的影响。采用扫描电子显微镜、动态接触角测试仪、傅里叶红外光谱和过滤实验对聚酰胺反渗透复合膜结构和性能进行表征。结果表明一定量乙醇胺的加入可以有效地改变膜的表面形貌，影响其表面性质，1%的添加量下可使膜的通量提升31.5%。
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- 耐高温PBI基质子-电子混合传导复合膜的构制及其氢渗透性能研究
- 膜分离是一种成本低、高效、绿色的纯化技术，但以有机物膜在高温环境中由于其分子链的断裂具有较大的挑战。本文以3,3′-二氨基联苯胺（DABz）和间苯二甲酸（IPA）为原料，采用“熔融聚合法”合成了低分子量的可耐高温的聚（2, 2’-(间苯基)-5, 5’-联苯并咪唑）（mPBI）有机膜材料；以异氰尿酸三缩水甘油酯（TGIC）为交联剂，并浸渍磷酸，提供质子传导路径，添加片状石墨作为电子导体，得到质子-电子混合导体mPBI-TGIC/石墨/H3PO4交联复合膜。对交联复合膜进行结构和性能表征，结果表明交联复合膜具有良好的机械性能和抗氧化稳定性。用于H2/CO2混合气体分离，300 °C时，氢气选择性高达100%，渗透量为0.14 mL min-1 cm-2；280 °C时，可稳定运行160 h。这些表明mPBI-TGIC/石墨/H3PO4交联复合膜具有良好的耐高温性，可有望用于工业高温气体的分离。
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- 共混改性法制备高性能聚砜温敏膜
- 以聚N-异丙基丙烯酰胺（PNIPAM）微球同时作为致孔剂和温度响应型智能开关，采用共混改性和蒸气诱导相分离（VIPS）法有效调控聚砜膜微观结构和PNIPAM微球分布，成功制备了高性能的聚砜温敏膜。通过扫描电镜、衰减全反射红外光谱、接触角和水通量测试等手段，研究了VIPS过程中蒸气暴露时间（tv）对聚砜温敏膜的微观结构、化学成分、亲疏水性、跨膜水通量以及温度响应性的影响。结果表明，随着tv的增加，温敏膜表面由致密变多孔，断面结构由指状孔结构转为双连续结构，高低温跨膜水通量逐步增加但温度响应性先增大后减小。当tv为20 s时，聚砜温敏膜具有最佳温度响应性，其归一化温度响应开关系数（N）高达18.64.6，39 ºC下的水通量为25443 L/(m2·h·MPa)，且具有较好的稳定性和可逆性。
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- 借助于硅凝胶修饰调控陶瓷中空纤维孔结构
- 以正硅酸乙酯（TEOS）为硅源，EtOH为共溶剂，HCl为催化剂，借助骨架结构的硅凝胶填充并调控陶瓷中空纤维孔结构。研究了溶胶配比、环境湿度和添加剂对中空纤维气体通量和微观孔结构的影响。结果表明，借助于硅凝胶可明显地调控并改善中空纤维孔结构。溶胶配比对溶胶体系的稳定性及中空纤维的修饰效果有很大的影响；提高环境湿度可有效防止凝胶体龟裂和骨架结构的坍塌；添加剂的引入可以改善凝胶与干燥过程，进一步优化修饰后中空纤维的微观结构。经硅凝胶修饰的中空纤维孔径减小并均一化，集中孔分布区间由0.24-0.32μm下降到0.14-0.18μm，直径d＞0.2μm的孔含量由37.7%下降到4.1%，并拥有高达13570GPU的N2气体通量。
