膜科学与技术杂志2023年第5期
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- 一种抗污染/自清洁的双向油水乳液分离温敏膜
- 以聚偏氟乙烯（PVDF）为基膜，通过原位聚合和蒸气诱导相分离法（VIPS）引入亲水聚N-异丙基丙烯酰胺（PNIPAM）和聚甲基丙烯酸羟乙酯（PHEMA），成功制备了一种抗污染/自清洁的双向油水乳液分离温敏膜。系统研究了单体质量比对膜微观结构、化学成分、表面浸润性、油水分离性能的影响，以牛血清白蛋白（BSA）为模型蛋白分子考察了膜的抗污染性能及自清洁性能。结果表明，当单体质量比为2.5: 0.5时，膜表面呈现出均匀的蜂窝状微纳米结构，表现出优异的双亲/液下超双疏性，水下油接触角和油下水接触角分别为151.1º和152.8º，对水包大豆油和大豆油包水乳液的渗透率分别为3258.4 L/(m2·h·bar)和108.3 L/(m2·h·bar)，分离效率均在99.55%以上。其在20 ºC和50 ºC下对1 g/L的BSA溶液的静态吸附量仅为35.8 μg/cm2，通过交替使用50 ºC/20 ºC纯水对污染的膜进行清洁，其通量恢复率和不可逆污染率分别为99.0%和1.0%。上述研究结果为抗污染/自清洁双向油水乳液分离膜的创新设计和制备提供了新思路。
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- PVDF超疏水膜的研制及空气过滤初探
- 提高膜表面的疏水性是解决空气过滤过程中出现膜润湿现象的必要手段，而提高膜孔隙率是解决空气过滤过程中压降过大的直接方法。本文以聚偏氟乙烯（PVDF）为膜材料，N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）为溶剂，氯化锂为添加剂，采用非溶剂致相分离方法制备PVDF超疏水膜，考察了添加剂氯化锂对膜接触角以及空气过滤过程压降的影响。结果表明，当膜中氯化锂含量为3wt.%时，PVDF超疏水膜的表面接触角为161°，膜截面形成颗粒堆积的疏松结构，孔隙率达到83.1%，气体通量为52 mL/(m2·s·Pa)，压降为401 Pa，空气的过滤效率达到90%以上。
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- 二维MXene纳米通道膜的制备及分离性能
- 水资源短缺是制约社会和工业发展的关键挑战之一，二维（2D）纳米材料构筑的分离膜在水处理领域表现出潜在的应用前景，具有良好的分离性能和可调控的微结构。为了解决二维材料膜存在的制备困难和易溶胀等问题，本研究以多孔氧化铝（Al2O3）为载体，利用真空抽滤技术引入孔径为0.34 μm的改性碳纳米管（CNTs）过渡层，为膜层制备提供更多结合位点和静电结合力，在此过渡层上采用真空抽滤-热交联（180 ℃）技术制备出了二维MXene（Ti3C2Tx）材料分离膜，尽管热交联降低了纳米通道尺寸和渗透性，但提高了抗溶胀性。所制备MX-180膜纳米通道尺寸为5.0 Å，在0.1至0.5 MPa压力下的纳滤测试中，MXene膜的纯水渗透量为8.3 L·m-2·h-1·MPa-1，对KCl、NaCl、MgCl2和四环素截留达到67.87%、79.99%、85.66%和91.34%，具有良好的分离性能和抗溶胀稳定性。
