膜科学与技术杂志2023年第2期
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- 基于亲核加成反应构建中空纤维疏松纳滤分离层及其染料脱盐性能
- 采用壳聚糖（CS）作为分离层材料，以聚偏氟乙烯（PVDF）/苯乙烯-马来酸酐（SMA）中空纤维超滤膜为基膜，通过化学交联法构建了中空纤维疏松纳滤（LNF）分离层。重点研究了CS浓度对膜分离层结构、表面性质和染料脱盐性能的影响。结果表明，CS与SMA之间的亲核加成反应成功的在中空纤维膜外表面构建了稳定且致密的LNF分离层；CS分子链上携带的大量羟基（-OH）也显著提高了膜的亲水性。当CS的质量分数为3%时，膜对苋菜红具有较高的截留率（99.8%）以及较高的通量（65.8L/m2•h）。此外，膜还具有优异的染料脱除性能和运行稳定性。
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- 聚酰亚胺膜制备船载医用高纯氧过程研究
- 分别采用商业用聚醚酰亚胺和实验室自制的聚酰亚胺为原材料制备中空纤维膜，以95%、96.5%、98%、98.5%四种氧浓度的O2/Ar混合气为原料气，在室温下系统考察了膜材料、分离系数、进气压力、原料气浓度、放空比和膜分离器长度等参数对制备高纯氧效果的影响，并设计了二级膜循环系统进行模拟对比。实验结果证明，膜的分离系数从根本上决定着富氧效果；增大进气压力会在一定范围内提升膜的富氧性能，同时还会增加混合气处理量；对于不同浓度的原料气，原料气中氧气浓度越高，膜的渗透速率越大；增大放空比有利于提高渗透侧富氧气的浓度；膜分离器长度的优化也对促进膜富氧性能有一定影响，这些结果揭示了相关参数对氧气与氩气分离过程影响的规律，并验证了采用聚酰亚胺中空纤维膜制备符合国家标准医用高纯氧的可行性。
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- 两性聚醚醚酮离子交换膜制备及应用
- 本文对铁铬液流电池用的离子交换膜进行分子设计，以磺化聚醚醚酮（SPEEK）为基质，通过反应引入叔胺基团，制备了两性聚醚醚酮（ASPEEK）。两性结构促进了膜中高效氢键网络的构建，从而可以形成较大的亲水离子团簇。同时，叔胺基团与磺酸基团之间形成酸碱对效应，有效抑制了膜的吸水溶胀并改善了膜的微相分离结构缩小了离子通道大小。另外，叔胺在酸性环境下质子化之后带有的正电荷可排斥铁铬离子，进而实现了铁铬液流电池库伦效率与能量效率的有效提升。在70 mA/cm2电流密度下铁铬电池性能测试中，ASPEEK膜的库伦效率为96.9%，能量效率达到80.57%。
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- 双金属负载PTFE中空纤维催化膜的制备与性能研究
- 以聚四氟乙烯(PTFE)中空纤维膜为载体，通过亲水和胺化修饰，原位生长钴铁普鲁士蓝类似物，经低温煅烧（300℃）得到钴铁双金属负载的PTFE中空纤维催化膜。利用扫描电镜(SEM)、显微红外光谱仪(FTIR)和接触角测量仪(CA)等手段对膜的物化特性进行表征，还研究了其催化降解性能和长效稳定性。在连续24 h错流过滤下，催化活化过硫酸盐(PMS)产生以单线态氧(1O2)为主的多种活性氧(ROS)，实现了对罗丹明B(RhB)的瞬时去除，去除率达99%以上，分别研究了pH值、PMS用量以及阴离子种类和浓度对催化性能的影响。结果表明，钴铁双金属负载的PTFE中空纤维催化膜可有效实现高含盐废水中有机污染物的降解，并具有较好的运行稳定性，有望用于实际的工业废水的深度处理。
