膜科学与技术杂志2022年第3期
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- ECTFE共混膜的结构调控及膜蒸馏性能表征
- 采用热致相分离（TIPS）法，以偏苯三酸三辛酯（TOTM）为稀释剂，等规聚丙烯（iPP）、纳米二氧化硅（nano-SiO2）或微米级碳酸钙（CaCO3）为添加剂，制备乙烯-三氟氯乙烯共聚物（ECTFE）微孔膜。考察了不同种类添加剂iPP、nano-SiO2和CaCO3对ECTFE膜结构和性能的影响。结果表明：iPP的加入可以诱导液-液相分离的发生，ECTFE膜形成胞腔状结构；加入的nano-SiO2或CaCO3可调控聚合物核，改变了固-液分相过程中ECTFE膜的结晶形式，由球晶结构逐渐转变为蜂窝状结构。另外，加入nano-SiO2能有效改善ECTFE膜的机械性能，增加膜的孔径和孔隙率，ECTFE膜的拉伸率增加了44.2%，平均孔径和孔隙率分别为379.7 nm和66.1%。在真空膜蒸馏（VMD）实验中，相同的进料条件下，加入nano-SiO2的ECTFE膜渗透通量较原膜提高约24%，达到24.53 L/(m2·h)，而盐截留率高达99.97%。
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- DIP法聚丙烯中空纤维纳滤膜
- 面对聚丙烯纳滤膜制备技术的空白，我们采用溶解诱导致孔法以聚环氧乙烷为致孔剂与聚丙烯进行共混，通过双螺杆挤出机熔融挤出成型，经过拉伸、空气冷却、收丝和水洗等工艺，首次加工制得了非复合聚丙烯中空纤维纳滤膜。为了进一步提高中空纤维膜的过滤通量和亲水抗污能力，亲水性二氧化硅纳米粒子通过熔融共混的方式被嵌入到中空纤维膜的壁中，为了减少排放和降低成本，试验尝试了对致孔剂聚环氧乙烷进行回收再利用，通过用水对原丝进行浸泡萃取，探究了最佳回收水/聚环氧乙烷的质量比和浸出时间。同时，为验证聚丙烯中空纤维膜的稳定性，甲基蓝和酸性红被用来作为截留物质进行了60小时的长周期试验。结果表明，聚丙烯中空纤维纳滤膜对甲基蓝和酸性红的截留具有稳定的通量，相比于未添加亲水性纳米二氧化硅粒子的中空纤维膜，改性膜的截留率达到了100%，通量达到39 L/(m2·h·0.1MPa)，同时，最佳条件下的致孔剂回收率也达到99%，为聚环氧乙烷的闭环利用提供了理论和实验基础。实验结果证明以聚环氧乙烷为致孔剂的溶解诱导致孔法是一种稳定、高效和可循环的聚丙烯中空纤维纳滤膜的制备方法。
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- D-葡萄糖胺改性聚酰胺复合正渗透膜的制备及其耐污染性能研究
- 本文制备了以共混聚砜（PSf）/磺化聚砜（SPSf）材料为基膜，聚酰胺为活性层的复合正渗透膜，并以D-葡萄糖胺（D-GlcN）为改性剂对初生的聚酰胺层进行接枝改性以提升复合膜的渗透和耐污染性能。对D-GlcN改性膜进行了结构表征和性能测试，ATR-FTIR和XPS结果表明D-GlcN已成功接枝到膜表面。改性后复合膜的水通量增加，当D-GlcN质量浓度为3%时达到最大，活性层朝向汲取液侧模式（AL-DS模式）下为31.1 L/（m2·h），相对于未改性膜提升22%，且改性后复合膜的反向盐通量几乎未发生改变。使用两种不同电荷性质的模拟污染物进行了耐污染测试，结果表明，改性膜的耐污染能力有所提升。
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- VIPS法制备PBI/PEI高吸液率锂离子电池隔膜
- 以聚苯并咪唑（PBI）和聚醚酰亚胺（PEI）为原料，通过蒸汽诱导相分离（VIPS）法制备高吸液率PBI/PEI（简称PBEI）锂离子电池隔膜。PBEI隔膜内部孔结构为三维网状结构，当PBI的含量达到40%时（PBEI-4），隔膜内部的孔结构最为疏松，孔隙率最大，并且由于醚键、酰胺键和咪唑极性基团的存在使PBEI隔膜的吸液率更高。PBEI-4隔膜具有优良的热稳定性，在160℃下基本不收缩。PBEI-4隔膜的离子电导率为1.943 mS cm-1，远高于商业聚丙烯（PP）膜和PEI隔膜。相同电流密度下，PBEI-4隔膜的放电容量高于PP及PEI隔膜；0.5C电流密度循环50次后，容量保持率为95.2%，表现出优异的循环稳定性。
