膜科学与技术杂志2024年第2期
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- 表面接枝法荷正电复合纳滤膜制备及其镁锂分离性能
- 以哌嗪（PIP）与均苯三甲酰氯（TMC）界面聚合制备PA 纳滤膜作为底膜，利用聚乙烯亚胺（PEI）与氧化石墨烯（GO）混合溶液对其表面接枝，并制备PEI-GOS纳滤膜。通过扫描电镜（SEM)、Zeta点位和接触角等仪器对其微观形貌、表面电荷和水接触角等进行表征，在溶液总质量浓度1 000 mg/L （锂镁质量浓度比为50）的条件下，考察了纳滤膜的锂镁分离性能，结果表明，PEI-GOS纳滤膜具有致密平滑的聚酰胺层，膜表面荷正电，纯水通量可达50.1 L·m-2·h-1·MPa-1，对Mg2+具有良好的截留性能。PEI-GOS纳滤膜镁锂分离因子可达38.1，具备良好的镁锂分离性能。
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- 醇响应型智能膜的制备及其甲醇检测性能
- 采用沉淀聚合法制备了不同亲水性的聚N-正丙基丙烯酰胺（PNN）、聚N-异丙基丙烯酰胺（PNI）和聚N-甲基异丙基丙烯酰胺（PNM）微球，通过物理共混和液体诱导相分离（LIPS）结合的方法将它们引入聚偏氟乙烯（PVDF）膜基材，成功制备了可在常温下检测甲醇体积分数的醇响应型智能膜。系统探究了微球的温度响应性和醇响应性，以及微球亲水特性对膜微观结构、表面化学成分的影响，并考察了膜在甲醇、乙醇及甲醇-乙醇混合溶液中的响应性能。结果表明，微球亲水性越强，醇响应型智能膜的厚度、孔径和孔隙率也显著增大。添加最亲水PNM微球的智能膜（PVDF/PNM）的膜厚、孔径、孔隙率达到最大值，分别为空白膜的2.4倍、4.7倍和5.9倍。膜的最大渗透率（Pmax）和醇临界响应体积分数受操作温度、醇溶液类型和微球亲水性的影响。PVDF/PNM膜的甲醇和乙醇响应性差异最大，在40 ºC下的临界甲醇响应体积分数（CM）和临界乙醇响应体积分数（CE）差值达到6.5%。常温25 ºC下，随着总醇体积分数为40 %的混合溶液中甲醇比例增大，膜渗透率与甲醇体积分数呈现良好的线性关系，可通过渗透率计算得到混合醇溶液中甲醇体积分数。上述研究结果为甲醇体积分数的便捷检测提供了一种新思路。
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- 金属-有机骨架离子凝胶膜的制备及其在C3H6/C3H8分离中的应用
- 通过调节反应时间合成出3种不同颗粒大小金属-有机骨架(ZIF-8)，并将其与离子液体1-丙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐(PmimTf2N)和聚醚共聚酰胺(Pebax 1657)混合制得ZIF-8/IL/Pebax离子凝胶膜用于对丙烯/丙烷混气体系的分离。通过ZIF-8颗粒与离子液体在Pebax膜中的协同作用，实现了金属有机骨架(MOF)填料在聚合物基质中高达70 %的质量掺杂量， C3H6/C3H8体系的气体分离性能也得到明显提升。研究表明，ZIF-8/IL/Pebax离子凝胶膜相比于Pebax纯膜，C3H6渗透通量提高了385 %，达到了227.1 Barrer；同时，C3H6/C3H8的选择性也从3.04提高到了25.11。此外，在不同温度和压力条件下(10 oC ~ 40 oC, 0.15 MPa ~ 0.3 MPa)，ZIF-8/IL/Pebax离子凝胶膜均表现出优异的气体分离性能，并表现出了良好的应用前景。
