膜科学与技术杂志2021年第4期
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- 新型分盐纳滤膜的制备与表征
- 设计界面聚合反应单体结构，调节界面聚合反应参数，是实现纳滤膜结构和性能调控的有效手段。本研究针对Na2SO4/NaCl高效分离需求，以高哌嗪（HPIP）为水相单体，均苯三甲酰氯（TMC）为有机相单体，通过界面聚合反应制备了具有高Na2SO4/NaCl选择性的中空纤维纳滤膜。通过优化HPIP浓度，调节分离层的结构，可以实现纳滤膜分离性能的有效调控。当HPIP浓度为3g·L-1时，纳滤膜具有最佳的Na2SO4/NaCl选择性，该纳滤膜对Na2SO4和NaCl的截留率分别为98.0%和14.2%，Na2SO4/NaCl选择性为6.9，渗透通量为39.7 L·m-2·h-1。
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- 膜蒸馏脱盐用超疏水复合膜的研制
- 本文通过溶胶凝胶法和表面涂覆方法，先后在PVDF中空纤维膜表面引入亲水SiO2纳米粒子和低表面能PDMS涂层，构建具有高粗糙度、低表面能的超疏水复合膜，并探究SiO2粒径、SiO2溶液涂覆时间、PDMS涂覆时间等条件对复合膜性能的影响。SiO2/PVDF复合膜接触角达到25.8°，PDMS/SiO2/PVDF复合膜接触角达到162.3°，膜蒸馏通量约24.5 kg/(m2•h)；在60 h 3.5wt%氯化钠盐溶液膜蒸馏测试中性能稳定，截留率始终保持在99.8%以上。
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- 改性ZIF90-Pebax混合基质膜的制备及CO2分离性能
- 为解决MOFs基混合基质膜的一般问题，如掺杂剂存在的呼吸效应，聚合物与掺杂剂之间的界面效应等，本文以骨架结构极稳定的ZIF-90作为掺杂材料，随后通过后合成修饰（PSM）技术使用不同链长结构的胺烷对ZIF-90进行了表面修饰，并最终探究不同链长结构的改性剂及其用量对ZIF-90与其pebax基混合基质膜气体分离性能的影响。实验发现，胺烷的改性不仅不会改变ZIF-90的晶体结构，还能够在ZIF-90表面形成“绒毛”状结构，形成有机-有机高相容的界面。除此之外，该“绒毛”结构虽然会降低填料本身的比表面积及孔体积，但是在合适的长度与数量的情况下会与聚合物产生某种特殊的有益于气体分离的相互作用，可以明显提高混合基质膜的分离性能。使用正丙胺改性的PZ90/Pebax系列混合基质膜相较于纯ZIF-90/Pebax相比，CO2/N2选择性与CO2渗透性都有着不同程度的提高，其中在20%改性程度的情况下得到了最佳的分离性能，CO2/N2选择性为70，CO2渗透率达到了140 Barrer，与纯Pebax相比分别提高了45.8%和79.4%，接近2008年Robeson上限。
