膜科学与技术杂志2021年第1期
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- PVDF/PI阳离子交换膜的制备及脱盐性能
- 通过浸没沉淀相转化的方法制备了聚偏氟乙烯（PVDF）/聚酰亚胺（PI）共混膜，然后使用4,4’-二氨基二苯乙烯-2,2’-二磺酸与三乙胺（DASD-TEA）溶液修饰共混膜表面，制备出PVDF/PI阳离子交换膜。探究了DASD-TEA溶液的浸泡时间、浸泡温度、浓度与PI的浓度对PVDF/PI阳离子交换膜脱盐率的影响，得出最优的铸膜液配比为19.0 wt%的 PVDF、1.0 wt%的PI和80.0 wt% 的N,N-二甲基甲酰胺（DMF）；最佳的 DASD-TEA溶液修饰条件：0.03 wt% 的DASD，浸泡时间为10.0 min，浸泡温度为50.0 ℃。最佳条件下，PVDF/PI阳离子交换膜的离子交换容量（IEC）为0.32 mmol·g-1，含水率为38.6 %，纯水渗透率为50 L·m-2·h-1·bar-1，接触角为81.9 °，膜面电阻为2.96 Ω·cm2。采用三组膜对的电渗析装置在电压4V和流量40 L/h下对2000 mg/L NaCl溶液进行了120 min的脱盐试验，PVDF/PI阳离子交换膜的脱盐率为商品化阳离子交换膜的1.33倍，其脱盐性能高于商品化阳离子交换膜。
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- 超疏水PDMS/PVDF纳米纤维膜制备及其苯酚分离性能
- 采用静电纺丝法制备了聚二甲基硅氧烷（PDMS）/聚偏氟乙烯（PVDF）纳米纤维膜，通过扫描电镜（SEM）、红外光谱（ATR-FTIR）、能谱仪（EDS）、原子力显微镜（AFM）、水接触角等仪器对膜进行了表征，并获得了苯酚传质分离性能，讨论了PDMS/PVDF配比对纳米纤维膜结构和性能的影响。结果表明：当PDMS:PVDF = 3:7时，纳米纤维膜MPDMS3具有最佳微观形貌，厚度30 μm，水接触角150°且25 ℃时总传质系数Kov为16.9 × 10-7 m/s。将制备的膜MPDMS3应用于芳香烃膜分离回收系统（MARS）中分离水中苯酚，75 h后苯酚去除率达到99.7%，具有良好的长期稳定性。
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- 添加HMPA对聚酰胺复合正渗透膜结构和性能的影响
- 对于聚酰胺TFC-FO膜，可分别通过优化活性分离层和支撑层来获得理想的膜性能，而其中分离层对膜性能的影响尤其重要。因此，本文首先将六甲基磷酰胺（HMPA）作为极性非质子溶剂添加到水相溶液中进行界面聚合以制备TFC-FO膜，并进一步对添加不同浓度HMPA的聚酰胺TFC-FO膜进行结构分析和性能表征，以研究HMPA添加量对膜结构和性能的影响。结果表明，随着HMPA浓度的增加，聚酰胺的交联度呈现先升高后降低的趋势，2.0 wt%添加量时的交联度最大。同时，不同HMPA添加量对膜的微观形貌也有影响，分离层的厚度和粗糙度随着HMPA添加量的增加而增大。此外，研究还发现膜表面的亲水性受到化学结构和表面形貌共同作用的影响。以1 mol/L的NaCl溶液和去离子水分别作为汲取液和原料液，添加2.0 wt％HMPA与未添加相比，膜通量提升约60％，且在较高水通量下膜具有较低的盐水比。
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- 透醇Silicalite-2沸石膜制备及其疏水改性
- Silicalite-2沸石膜以其特殊的直孔道结构和骨架中不含铝而具有强疏水性，成为潜在的优良透醇沸石膜材料。本文在大孔氧化铝载体上采用二次水热生长法，150ºC晶化72h制备出了Silicalite-2沸石膜，并在60ºC下对5 wt.%乙醇/95 wt.%水溶液进行了渗透蒸发测试，通量和分离因子分别为7.61 kg·m-2·h-1和6.7。膜材料疏水改性是提高其醇水分离性能的有效途径。本文通过在制备的沸石膜表面负载一层二氧化硅颗粒以提高表面粗糙度进一步利用三甲基氯硅烷进行修饰提高膜的疏水性。修饰后的沸石膜疏水性显著提高，水接触角为127.5°，在60ºC下对5 wt.%乙醇/95 wt.%水溶液的渗透蒸发通量和分离因子达到3.67 kg·m-2·h-1和31.4。
