聚偏氟乙烯膜改性方法研究进展

膜污染是聚偏氟乙烯(PVDF)膜在污水处理工程应用中的主要障碍,膜亲水改性是改善膜污染的主要方法。本文根据改性方法的异同,按照表面涂覆、表面接枝、共混改性、共聚改性等方法进行了综述。通过分析不同改性方法对PVDF亲水效果、渗透能力、抗污能力及长期有效性等方面的影响,讨论了各种改性方法的优缺点,为PVDF膜处理的应用提供技术和理论支持。     

抗污染薄层复合聚酰胺膜的结构设计及改性策略

由活性层和支撑层组成的薄层复合(TFC)聚酰胺(PA)膜,是目前广泛应用于纳滤、反渗透、正渗透和压力延迟渗透过程中的高性能脱盐膜,具有水通量大和截盐率高等优异性能。然而,由于TFC-PA膜存在活性层疏水性强、支撑层孔径大等特点,致使TFC-PA膜在实际使用过程中极易受到膜污染,制约了TFC-PA膜的进一步推广和使用。本文讨论分析了TFC-PA膜的结构特点和表面性质,总结归纳了在不同膜过程中TFC-PA膜污染形成的原因及特点,详细论述了国内外抗污染TFC-PA膜的研究进展。本文重点介绍了活性层抗污染改性和支撑层抗污染改性方法,并对其抗污染机理以及存在的问题进行了阐述与分析,最后对抗污染TFC-PA膜的结构设计与表面改性策略进行了总结及展望。     

聚烯烃分离膜表面改性研究进展

综述了聚烯烃类分离膜表面改性研究的主要进展,着重介绍了高能辐射接枝、光引发接枝、等离子体接枝、表面臭氧处理、以及超临界CO2状态下接枝等表面改性方法的特点,分析了改性后聚烯烃膜的性能,并对聚烯烃分离膜表面改性进行了展望。     

紫外接枝聚合聚乙二醇甲基丙烯酸甲酯制备抗污染聚砜超滤膜

以二苯甲酮(BP)为紫外引发剂,将聚乙二醇甲基丙烯酸甲酯(PEGMA)接枝在聚砜超滤膜表面以提高膜的抗污染性能.在二苯甲酮存在的条件下,波长较长(λ300nm)的紫外光(UV)辐射下发生提氢反应,可以有效防止聚砜分子主链的剪切,保持改性膜的分离性能.考察了PEGMA浓度、UV辐射时间和BP浓度对改性超滤膜接枝度、亲水性和抗污染性能的影响.用表面全反射红外光谱(ATR/FTIR)表征改性前后膜表面化学组成的变化.表面改性膜的纯水通量略有降低而牛血清白蛋白(BSA)截留率有所提高.随着接枝度的提高,PEGMA接枝改性膜的抗污染性能增加.     

两性离子基团改性分离膜的抗污染机理及研究进展

抗污染机理的研究对设计和合成抗污染膜材料具有指导意义。两性离子聚合物作为一种新型的抗污染膜材料逐渐受到人们的关注。本文从研究膜污染的成因及其影响因素出发,阐述了分离膜的抗污染机理及两性离子基团改性分离膜的抗污染特点,同时根据两性离子基团改性分离膜方式的不同,系统总结了近年来此类分离膜的研究进展,并对分离膜抗污染机理的研究和两性离子改性高分子分离膜未来的发展趋势作出展望。     

亚表面引发原子转移自由基聚合构筑温度响应型纳米纤维油水分离膜

亚表面引发聚合是一种用于制备共价嵌入型聚合物刷的新型改性策略. 该方法在发展高稳定性聚合物刷功能化表界面材料方面具有显著的优势. 本工作利用亚表面引发原子转移自由基聚合(sSI-ATRP)对静电纺丝聚丙烯腈(PAN)基纳米纤维膜进行亚表面改性, 通过接枝聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)制备了温度响应型纳米纤维油水分离膜(PAN-sg-PNIPAM). 当温度低于低临界溶解温度(LCST)时, PNIPAM链与水分子之间的强氢键作用使得聚合物链完全伸展, 分离膜表面亲水且对油滴具有非常低的粘附力, 对油水乳液具有非常高的分离效率(达98.7%); 当温度高于LCST时, PNIPAM链失水收缩, 膜表面变得更加疏水且对油滴的粘附力显著增加, 其油水乳液分离效率显著降低, 仅为9.1%. 此外, 由于共价嵌入聚合物刷的高稳定性, 该分离膜在4 kPa压力下, 20 ℃和45 ℃之间可逆切换10个循环后, 仍能保持非常稳定的渗透通量. 本研究为发展高稳定性的智能型油水分离膜提供了一种新方法.     

PVDF膜改性的方法研究

本文介绍了目前国内外聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜改性中常用的膜表面改性方法和膜材料改性方法。PVDF膜表面改性主要通过膜表面的物理改性、磺化改性、表面接枝改性、光化学改性、低温等离子体改性等方法来实现;而PVDF膜材料的改性主要是通过PVDF与亲水性高分子材料或小分子无机粒子的共混以及膜材料本体的化学改性来实现。改性PVDF膜的亲水性增强,使水通量增加,提高了机械性能,改善了抗污染性,增加了膜的使用寿命。     

PVDF膜改性方法研究进展

本文介绍了目前国内外聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜改性中常用的膜表面改性方法和膜材料改性方法。PVDF膜表面改性主要通过膜表面的物理改性、磺化改性、表面接枝改性、光化学改性、低温等离子体改性等方法来实现;而PVDF膜材料的改性主要是通过PVDF与亲水性高分子材料或小分子无机粒子的共混以及膜材料本体的化学改性来实现。改性PVDF膜的亲水性增强,使水通量增加,提高了机械性能,改善了抗污染性,增加了膜的使用寿命。     

多孔α-Al_2O_3载体上Silicalite-1膜的表面改性与选择性透醇分析

分别使用十二烷基三甲氧基硅烷(DMS)和硬脂酸(STA)对α-Al2O3载体上二次生长合成的silicalite-1膜进行修饰,提高其表面疏水性。红外光谱和接触角测试结果表明,改性剂以化学键的形式结合于分子筛膜表面,膜表面由亲水变为疏水。表面改性的最佳预处理温度为150℃,改性剂的最佳质量分数为10%。进一步研究了膜表面润湿特性和热稳定性,其中DMS改性后的分子筛膜在空气中经250℃高温处理后仍保持疏水性不变。在乙醇/水分离应用中,高温脱除模板剂后缺陷的孔径分布在1~5nm,表面改性后乙醇分离因子较改性前提高5倍,最高可达21.6。     

抗污染高分子分离膜研究进展

高分子分离膜已广泛应用于水处理、食品、生物医药等领域。然而,常用的膜材料如聚醚砜(PES)、聚砜(PSf)、聚偏氟乙烯(PVDF)等容易吸附蛋白质和微生物形成膜污染,进而影响膜的性能和使用寿命。膜污染尤其是膜的生物污染成为限制膜广泛应用的主要瓶颈之一。本文从亲水改性、抗菌改性及亲水抗菌双功能改性三方面综述了控制膜污染的研究进展和现状,并对其未来发展方向进行了展望。     

多孔α-Al2O3载体上Silicalite-1膜的表面改性与选择性透醇分析

十二烷基三甲氧基硅烷（DMS）和硬脂酸（STA）对α-Al₂O₃载体上二次生长合成的silicalite-1膜进行修饰来提高其表面疏水性。红外光谱和接触角测试结果表明,改性后改性剂以化学键的形式结合于分子筛膜表面,膜表面由亲水变为疏水。表面改性的最佳预处理温度为150℃,改性剂的最佳质量分数为10%。进一步研究了膜表面润湿特性和热稳定性之间的关系,其中DMS改性后的分子筛膜在空气中经250℃高温处理后仍保持疏水性不变。在乙醇/水分离应用中,高温脱除模板剂后缺陷的孔径分布在1~5nm时,表面改性后乙醇分离因子较改性前可提高5倍,最高可达21.6。     

纳滤膜的研究进展

纳滤膜是一种新型分离膜,其截流分子量介于反渗透膜和超滤膜之间,且对无机盐有一定的截流率。国内外纳滤膜制备方法有L-S相转化法、复合法、荷电化法和无机改性等。纳滤膜研究中存在着膜通量小、膜制作成本较高及抗污染性差等问题,因此选择和制备纳滤膜的材料,优化纳滤技术水处理工艺设计,提高纳滤性能,降低制膜成本,减轻膜污染等已成为当今科学研究的重要课题。     

表面改性SUS316L不锈钢的电化学行为研究

分别以表面镀Rh,表面离子束增强沉积Ta2O5膜及溶胶凝胶法沉积TiO2膜对冠状动脉支架用材料SUS316L不锈钢进行表面改性.采用电化学方法研究了该表面改性试样在Tyrode's模拟人工体液中的电化学行为.结果表明,上述3种表面改性方法均可提高SUS316L不锈钢在模拟人工体液中的阳极极化性能.其中对于采用离子束增强法沉积的Ta2O5膜和溶胶凝胶法沉积的TiO2膜,因Ta和Ti上的d轨道空位已被氧的电子占据,不利于氢吸附,从而抑制了阴极的析氢过程.X射线衍射分析发现,3种改性方法在SUS316L不锈钢表面依次形成均匀而致密的Rh金属层,Ta2O5的无序膜层和TiO2晶态膜层,阻止了合金元素的溶解,改善不锈钢的电化学性能.     

聚丙烯腈分离膜改性研究进展及其应用

综述了聚丙烯腈分离膜改性研究新进展,包括表面接枝、复合、共聚合、聚合物化学反应、分子印迹法等,着重介绍了改性聚丙烯腈分离膜在渗透蒸发、生物大分子的固定化、徽滤、超滤、气体分离、人工脏器以及模拟生物膜等方面的应用。     

基于多巴胺自聚合与表面接枝PHGH制备抗菌纳滤膜

在水溶液中将聚六亚甲基单胍盐酸盐(PHGH)共价接枝在经多巴胺自聚合改性的聚砜膜表面, 制备具有抗菌性能的纳滤膜. 采用全反射红外光谱(ATR-FTIR)、 扫描电子显微镜(SEM)和接触角测试考察膜表面的结构、 形貌和亲水性变化. 探讨PHGH含量对膜的接枝度及分离性能的影响, 并对膜的抗菌性能进行了评价. 结果表明, 经过多巴胺的自聚合和表面接枝PHGH后, 聚砜膜表面形成了具有纳滤分离性能的活性层, 并且膜表面亲水性得到改善. 随着PHGH含量的增大, 膜的纯水通量降低, 而对无机盐和染料的截留性能提高. 接枝后的复合膜具有较高的抗菌性能, 当PHGH含量为3%(质量分数)时, 抗菌率可达98.5%.     

敏感性高分子功能膜的研究进展

某些高分子凝胶膜、膜表面或微孔内接枝改性膜、液晶膜具有化学阀的功能,其膜的通透性随外界环境条件变化而改变。详细介绍了ＰＨ、温度、电场等外界环境条件变化对此三类膜的敏感性及通透性的影响,以及敏感性功能膜在物质的分析与检测,混合物的分离与纯化过程中的应用前景。     

表面活性剂对PVDF-SiO_2超滤膜的性能与结构的影响

在PVDF-SiO_2共混膜中添加不同种类的表面活性剂以及两种复配的表面活性剂,通过相转化法制备了一系列的改性膜。实验通过测定未改性膜及改性膜的纯水通量、牛血清白蛋白的截留率、接触角大小、拉伸强度来表征表面活性剂对膜性能的影响,同时通过测试改性膜的通量恢复率来表征膜的抗污染能力。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)及热分析(DSC)对膜的微观形貌和晶体结构进行了表征。结果表明,添加单一表面活性剂及复配表面活性剂均可使膜的渗透性能提高,能够改善膜的机械性能、亲水性,对膜的结晶度没有明显的影响,微观结构观察得到改性膜呈现出优化的表面及断面结构,微孔数目变多,孔间的连通性趋好,纳米颗粒在表面分散的更加均匀,改性膜的抗污染性能得到改善。     

UV辐照接枝制备酚酞基聚芳醚酮纳滤膜——链转移剂的作用

酚酞基聚芳醚酮(PEK-C)超滤膜的表面通过紫外辐照接枝丙烯酸(AA)可以制备对II价盐有很好截留率的亲水性纳滤膜. FTIR-ATR、表面接触角、SEM和AFM的研究结果表明, 在接枝单体溶液中加入异丙醇(i-PrOH)作为链转移剂并不影响AA在PEK-C超滤膜表面的接枝反应. 得到的改性膜同样具有优良的纳滤性能. 与不加i-PrOH的AA改性膜相比, 新合成的膜有较高的滤出液通量, 该膜对盐离子的截留率虽有所降低, 但可以通过增加接枝反应时间和辐照光源的强度来提高. i-PrOH的浓度对膜的分离性能的影响很大, 在低浓度时, 改性膜对离子的截留率会有所下降, 继续提高i-PrOH的浓度, 膜的截留率不再变化而滤出液通量会有成倍的增加, 表明链转移剂的存在可能会提高膜的接枝密度, 增加膜的表面电荷, 使膜对离子的截留率保持不变.     

直接氟化表面改性技术研究进展

直接氟化是直接用氟气作为氟化试剂对高聚物进行表面改性的新方法。其在聚合表面形成纳米级的氟化层,使得聚合物在其本体力学性能不受影响的情况下阻隔性、表面可粘接性等性能得到明显提高,并得到实际应用。同时直接氟化还可用于对碳纳米管、石墨以及分离膜等进行表面氟化改性,可提高其在溶剂中的分散性,电性能和选择分离性。该方法具备成本低,不需要催化剂,改性效果显著和工艺简单等优点。本文主要对直接氟化改性技术的发展、应用、直接氟化基本原理以及相关研究进展进行了综述。     

聚乙丙交酯电纺纳米纤维膜的等离子体改性及性能研究

采用等离子体表面处理的方法, 通过正交实验设计, 以纤维膜表面引入的氮含量为响应变量, 确定了NH3等离子体改性PLGA电纺纤维膜的最佳条件, 并在PLGA纤维膜表面成功地引入了功能性氨基基团. 研究结果表明, 改性后PLGA电纺纤维膜的力学性能有所降低, 但表面亲水性明显增强.