层层自组装聚电解质多层膜的制备及在膜分离中的应用

扼要论述了聚电解质自组装膜制备过程中电荷密度、驱动力及增长方式等对膜厚和膜结构影响的基本规律,着重介绍了近年来聚电解质自组装渗透气化膜和离子分离膜研究概况。对聚电解质自组装分离膜今后的研究工作提出了建议。     

层层自组装聚电解质多层膜的制备及在膜分离中的应用

扼要论述了聚电解质自组装膜制备过程中电荷密度、驱动力及增长方式等对膜厚和膜结构影响的基本规律,着重介绍了近年来聚电解质自组装渗透气化膜和离子分离膜研究概况.对聚电解质自组装分离膜今后的研究工作提出了建议.     

聚电解质层层自组装纳滤膜

层层自组装技术能够方便地对膜的微观结构和组成进行调控,已在制备复合型纳滤膜方面取得了迅速的发展。本文综述了近年来用于聚电解质层层自组装纳滤膜的制备方法、种类以及影响因素。介绍了静态层层交替沉积、压力驱动自组装和电场强化自组装等3种制备方法;归纳了均聚型、共聚型和有机/无机杂化型等3类用于层层自组装纳滤膜的聚电解质的特点;讨论了聚电解质的荷电性、电荷密度和电离程度等因素对其自组装膜分离性能的影响。总结了聚电解质自组装纳滤膜在水处理和有机溶剂中物质的分离等方面的应用。同时,对提高聚电解质自组装纳滤膜的组装效率、分离性能和发展方向提出了设想和建议。     

聚电解质PDDA/PSS层层自组装膜的渗透汽化性能

采用聚电解质层层自组装(LbL)技术, 在不同盐浓度下制备了聚(二烯丙基二甲基氯化铵)/聚苯乙烯磺酸钠(PDDA/PSS) 多层自组装膜, 并用于渗透汽化性能的研究. 重点考察了组装溶液中NaCl的浓度、组装层数及操作温度对自组装膜的异丙醇脱水性能的影响. 同时, 用扫描电镜观测了不同条件下制备膜的表面形貌. 结果表明, 在高NaCl含量的聚电解质溶液中只需组装几个双层的LbL膜, 即能获得较高的分离因子和较大的通量, 并解释了该LbL膜呈现反“trade-off”现象的原因.     

两种侧链偶氮聚电解质自组装膜中生色团取向研究

用偏振紫外光谱研究了两种侧链偶氮聚电解质静电逐层自组装膜中偶氮生色团的初始取向 .讨论了不同的组装条件对自组装膜中偶氮生色团取向的影响 .进一步探讨了偶氮聚电解质自组装膜的结构特点 .研究表明 ,侧链偶氮聚电解质自组装膜中的偶氮生色团存在一定程度的面内取向 ,自组装的各种影响条件和聚合物结构等 (pH值、侧链柔性间隔基团长度、以及偶氮生色团官能度等 )与自组装膜中偶氮生色团的面内取向程度存在一定的相关性 .通过研究偶氮生色团的取向和影响因素 ,可以深入认识侧链偶氮聚电解质的自组装行为     

侧链型偶氮聚电解质自组装和膜结构研究

研究了4种侧链型偶氮聚电解质的自组装过程及其对自组装置结构的影响,用聚电解质上的偶联氮基团作为“探针”,研究了自组装过程中出现的生色团取向,解吸附和非线性增长等现象,这些侧链型偶氮聚电解质均具有较好的自组装性,但其自组装行为有很大差异,在不同的PH条件下,聚电解质的电离程度不同,导致吸附过程和自组装膜结构亦明显不同,自组装膜的增长和结构取决于体系中吸附和解吸的平衡,偶氮生色团端基的亲水或疏水性对自组装膜的增长有明显的影响,偶氮聚电解质自组装过程不同阶段出现的非线性增长现象,分别反映了基底,溶液性质和聚电解质结构等因素的影响。     

浸泡法和旋涂法对偶氮聚电解质静电吸附自组装膜结构及性能的影响

利用浸泡和旋涂静电吸附自组装技术制备了含有偶氮生色团的聚电解质薄膜,比较了两种方法在自组装膜生长机理、膜结构以及膜光学性能方面的差异.利用紫外光谱和椭偏仪检测自组装膜的生长情况,利用原子力显微镜对膜表面结构进行了表征,并用偏振激光在膜表面进行了写光栅实验.结果表明,采用浸泡法和旋涂法都可以制备出表面光滑均匀的含偶氮生色团的聚电解质自组装膜.但是浸泡法自组装膜的生长速度要比旋涂法快.在自组装膜厚度较小的情况下,旋涂法得到的自组装膜可以写出明显的光栅而浸泡法不可以.随着自组装膜厚度的增加,两种方法得到的自组装膜都可以写出明显的光栅.这些结果说明浸泡法自组装膜内部聚电解质分子的层间穿插比较严重,而旋涂法自组装膜内分子穿插要弱得多.     

端基对侧链型偶氮聚电解质自组装膜内生色团取向的影响

用偏振紫外光谱研究了 4种带有不同端基的侧链型偶氮聚电解质静电逐层自组装膜中偶氮生色团的初始取向 .讨论了不同的端基对偶氮生色团在自组装膜中初始取向的影响 .进一步探讨了偶氮聚电解质自组装膜的结构特点 .研究表明 ,侧链型偶氮聚电解质自组装膜中偶氮生色团普遍存在一定程度的沿面取向 .偶氮生色团所带端基的类型对其在自组装膜中的取向程度有较大的影响 ,这主要取决于偶氮生色团与聚阳离子基底的电荷相互作用和极性相互作用等 .对偶氮生色团在水溶液中能形成H 聚集体的自组装膜来说 ,H 聚集体对生色团取向也有一定的影响 .结果表明 ,在制备需控制生色团取向性的自组装膜时 ,要考虑生色团上的不同端基对取向的影响     

在N,N-二甲基甲酰胺/水混合溶剂中制备偶氮聚电解质自组装膜

利用静电吸附逐层自组装方法在有机溶剂N,N二甲基甲酰胺(DMF)和H2O的混合介质中制备非水溶性偶氮聚电解质自组装多层膜.研究了DMF和H2O的配比对自组装膜生长、结构与表面形态的影响.结果表明,DMFH2O的混合溶剂是非水溶性偶氮聚电解质自组装的理想介质,二者之间的配比对自组装膜的生长速度,膜的结构以及表面形态均有显著影响.随着混合溶液中DMF含量的升高,自组装膜的生长速度逐渐下降但线形生长关系越来越好,所得自组装膜中偶氮生色团的H聚集程度逐渐下降,而且自组装膜的表面越来越平整.     

羧基负离子型聚电解质与重氮树脂的自组装及自组装膜的光和热反应

带相反电荷的聚电解质的自组装,由于方法简单,对环境无污染,近年来备受重视［１～８］。以重氮树脂为聚正离子的聚电解质复合物,由于光照时重氮基分解,致使复合物的离子键转为共价键,溶解性发生重大改变,从而以重氮树脂为聚正离子的聚电解质复合物是一种新的光成像体系［９,１０］。张希等用重氮树脂与聚苯乙烯磺酸钠成功地制备了对极性溶剂稳定的自组装超薄膜［１１］。本文用羧基负离子聚电解质与重氮树脂进行自组装,并研究该自组装膜的光,热反应。羧基负离子聚电解质与重氮树脂的自组装超薄膜,文献上报道较少。１　聚丙烯酸钠…     

Membrane Methods of Substance Separation in Analytical Chemistry

A review of the membrane methods of substance separation used in analytical chemistry is presented. Membrane methods based on gas-diffusion separation and dialysis extraction, membrane filtration, membrane extraction, and chromatomembrane separation are considered. The possibility of combining membrane methods with modern methods of substance determination, such as flow-injection analysis, gas and liquid chromatography, capillary electrophoresis, mass spectrometry, and so on is discussed. The list of references consists of 200 items.     

膜分离与分离膜

本文扼要阐述了膜分离技术的基本原理、特点、内容及其近５０年来的进展和在工业上的广泛应用,系统地叙述了目前应用最广泛的有机高分子膜的。文章分析了今后膜分离的发展动向并简要介绍了我国的有关情况。     

COMSOL软件在枸杞多糖超滤膜生物反应器中膜阻塞模型构建中的应用

基于聚砜中空纤维超滤膜分离技术精制枸杞多糖（Lycium barbarum polysaccharide）,通过COMSOL软件对枸杞多糖膜阻塞逆流提取及超声设备参数进行修正,获得更优的纯化工艺。采用微波-超声法提取枸杞多糖,并利用聚砜中空纤维超滤膜对枸杞多糖进行分离,采用单因素分析及正交实验考察枸杞多糖提取和分离过程中的重要参数,通过COMSOL软件对重要膜阻塞参数进行修正。结果表明,枸杞多糖提取较优工艺条件为：提取温度50~70 ℃之间,超声功率50 W,固液比例1∶8~1∶12（mg∶mL）,提取时间40~60 min;当超滤膜截留相对分子质量为1×10⁴时,膜通量较好;正交实验结果表明,膜通量与料液温度关系最大,其次是膜pH值和分离操作压;COMSOL软件对枸杞多糖连续逆流提取设备进行仿真计算,结果发现与全封闭叶片相比,开孔叶片能够显著降低溶剂短路现象,使得最低流速提升高达65倍。基于COMSOL软件数据修订,枸杞多糖分离效率得到大幅度提升,为枸杞多糖工业化生产提供必要的数据积累。     

溶剂对相分离法制备聚偏氟乙烯微孔膜性质的影响

研究了用相转换法制备聚偏氟乙烯（PVDF）微孔膜时溶剂对成膜性质的影响.用浊点法测定了二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、磷酸三甲酯等五种溶剂配制的质量分数为wPVDF=0.12的铸膜液在30℃时的相分离点,显微镜拍照法测定了这些铸膜液与水接触时相分离前沿推进速率,泡点法测定了膜孔径,并测定了气体通量.结果表明,二甲基亚砜、磷酸三甲酯、N,N-二甲基乙酰胺是适于制作聚偏氟乙烯微孔膜的溶剂.     

荷电膜的研究进展

荷电膜以其特殊的分离机理,使之与电中性膜相比在分离性能、通量及膜的使用寿命等方面具有不可比拟的优势.大多数的荷电膜是经过一系列物理化学改性制得的,荷电膜材料的研究为新型膜材料的开发拓宽了领域,随着对膜性能要求的日益提高,荷电膜的研究具有重要的意义.本文首先介绍了荷电膜所用到的材料及其用途,并对所用到的材料进行分类,然后重点论述了荷电膜的制备及其表征方法(膜电位的测试方法),最后指出荷电膜需要进一步深入研究的内容.     

膜蒸馏-结晶耦合技术及其在卤水分离纯化的应用前景

膜蒸馏-结晶耦合技术作为一种新型的分离技术有着分离效率高、环保节能和占用空间小等特点,因此有着广阔的应用 领域。综述了膜蒸馏-结晶耦合技术,及其分离原理、特点以及优势,概述了膜蒸馏-结晶在国内外的发展和应用状况,重点介绍膜蒸馏-结晶耦合技术在无机盐溶液方面的研究及应用。并对膜蒸馏-结晶耦合技术在卤水分离方面的应用前景做了展望。     

中空纤维复合膜

中空纤维复合膜是分离膜的一种,它是由两种(或两种以上)不同的材料采用一定的制备工艺复合而成的,其优点是将中空纤维的结构特点(如自支撑等)和复合膜的分离优势(如高选择性高通量等)有机结合.本文首先介绍了中空纤维复合膜的基膜及复合层所用到的材料(或添加材料),并按照中空纤维复合膜的结构特点对其进行了简单的分类,并重点论述了中空纤维复合膜的制备设备及工艺.最后论述了中空纤维复合膜在渗透汽化、气体分离和纳滤等领域的研究进展和应用情况,指出中空纤维复合膜需要继续深入的研究内容.     

气体分离分子筛膜

本文简述了气体分离分子筛膜的研究进展,总结了气体分离分子筛膜的制备方法、分子筛膜类型、气体分离性能及催化应用,分析了气体渗透测定方法和分离机理,对分子筛膜的发展提出一些建议。     

Chemical-Modified Nylon 4 Membrane for Pervaporation

Abstract

A hydrophilic polymer membrane was synthesized with 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA) onto a Nylon 4 polymer backbone, PHEMA-g-N4. The membranes were water permselective because of the hydrophilicity, and the water permselectivity increased with increasing the degree of grafting. Permseparation of water was investigated with respect to the feed aqueous alcohol concentration, feed temperature, size of the alcohols, and degree of grafting. The separation factors of this PHEMA-g-N4 membrane were higher than those of the unmodified Nylon 4 membrane for pervaporation of aqueous ethanol solution, while the permeation rate was slightly lower. A separation factor of 98 and a 194 g/m²·h permeation rate could be obtained. Compared with an unmodified Nylon 4 membrane, the PHEMA-g-N4 membrane effectively increased the pervaporation separation index for the water-ethanol mixtures on pervaporation separation.