膜科学与技术杂志2024年第4期
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- 热退火对中空纤维气体分离膜结构及性能的影响
- 在气体膜分离领域，中空纤维膜（Hollow Fiber Membranes, HFMs）因其较高的比表面积和装填率等被广泛应用。本文选用干-湿法纺丝工艺制备的BTDA-TDI/MDI（P84）共聚聚酰亚胺中空纤维膜为基膜，在P84 Tg（332.6℃）温度以下（250℃，300℃）对P84 HFMs进行热退火处理，研究其对中空纤维膜结构和气体分离性能的影响。与原始P84 HFMs相比，当热处理温度为250℃时，热退火后的P84 HFMs的气体分离性能变化不明显，但是拉伸强度和断裂伸长率明显下降。当热处理温度接近Tg时（300℃），热退火后P84 HFMs的拉伸强度和断裂伸长率保持不变，并且气体分离选择性明显提高，膜丝表面的缺陷减少。为了进一步了解在Tg以下的热退火过程对中空纤维膜结构及性能的影响，采用XRD、FTIR和HIM等表征方法进行探索。
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- PEI/SA/Cu三元体系改性荷正电纳滤膜及其脱盐性能
- 通过将海藻酸钠（SA）与聚乙烯亚胺（PEI）共混作为二次界面聚合反应的水相溶液，SA与PEI强相互作用使SA嵌入到聚酰胺层中，从而提高膜的致密性。随后通过Cu2+与SA结合提高膜表面荷正电性，提高膜对多价阳离子的截留性能。对比研究了SA和Cu2+浓度对复合膜物化性质、表面形貌及分离性能的影响。结果表明，荷正电纳滤膜的最佳制备条件为：SA质量分数为0.01 %，Cu2+浓度为25 mM，所对应的PS/Cu-3复合膜亲水性提高。与Control-PEI膜相比，其通量提高了257%，为（40.0 ± 0.8） L /（m2 h），对MgCl2的截留率从92.0%提升至97.1%，且具有良好的耐压性和稳定性。
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- 光催化CO2静电纺丝MOF膜的制备与性能研究
- 金属有机骨架(MOFs)因其在多相催化中的应用而受到广泛的关注，但是与反应混合物的分离效果差限制了其实际应用。MOFs薄膜在光催化分解污染物方面有着广泛的应用，但在光催化CO2领域很少有报道，所以制备适合光催化CO2高效还原的MOFs薄膜十分有必要。本研究通过静电纺丝将ZIF-67混纺在聚丙烯腈(PAN)纳米纤维膜(NFMs)内，再进行热稳定处理，得到SZIF-67/PAN NFMs，表征了形貌特征、化学成分、光催化性能以及光电性能等。结果表明，SZIF-67/PAN NFMs由于可见光响应的改善、光热转化能力和耐溶剂能力的提高，对CO2的还原表现出优异的可见光驱动光催化活性，CO生成速率达到12000μmol/(g.h)，重复使用3次后光催化性能仍保持在85.4%。此外，还提出了CO2全面光还原的可能机理：光敏剂通过可见光激发产生电子注入SZIF-67/PAN NFMs中Co活性点位，吸附在Co活性点位上的电子进一步转移到CO2上并与质子形成CO。最后CO从NFMs上解吸，实现光催化CO2到CO的转化。
