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。     

氨基酸修饰聚芳醚酮超滤膜的抗污染性能

膜分离技术广泛应用于水处理、医药、食品、化工等领域。但在膜使用过程中,膜容易被蛋白质和细菌所污染,降低了膜的分离性能和使用寿命,提高了膜技术的应用成本,极大的限制了膜的应用。本文以含羧基的酚酞聚芳醚酮(PEK-COOH)制备超滤膜,利用1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺/N-羟基琥珀酰亚胺(EDC/NHS)方法将碱性氨基酸赖氨酸(Lys)、精氨酸(Arg)、组氨酸(His)接枝至超滤膜表面。实验结果表明,接枝氨基酸后水通量增加,静态蛋白吸附量降低,同时接枝组氨酸的超滤膜过滤牛血清白蛋白(BSA)3个循环后水通量恢复率达80%,表现出良好的抗污染性能。     

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。     

三嵌段两亲性聚乳酸共聚物的合成及其PVDF共混膜的制备

利用原子转移自由基聚合法(ATRP)合成三嵌段两亲性聚乳酸共聚物聚乙烯吡咯烷酮-聚乳酸-聚乙烯吡咯烷酮(PVP-b-PLA b-PVP),然后将其与聚偏氟乙烯(PVDF)进行其混,制备PVP-b-PLA-b-PVP/PVDF共混膜.结果表明:PVDF膜表面致密,膜断面中指状大孔和海绵状孔同时存在,而共混膜表面多孔,指状大孔贯穿整个断面;与PVDF膜相比,共混膜的孔隙率和孔径增大,水通量提高了158.87％,接触角下降了16.70％,抗污染指标下降了64.7％.     

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.     

海水电解Ru-Ti-Ir-Sn氧化物阳极涂层研究

应用热分解法制备不同组分的Ru-Ti-Ir-Sn氧化物阳极涂层,并由SEM、EDX、强化电解寿命、电流效率、抗Mn2+污染、极化曲线和循环伏安等实验方法研究该Ru-Ti-Ir-Sn氧化物阳极涂层的物理性能和电化学性能.结果表明,优化配方的Ru-Ti-Ir-Sn氧化物阳极涂层对电解海水具有较好的综合性能.     

抗污染PVA/PVDF电纺纳米纤维复合超滤膜的制备及过滤性能

以聚对苯二甲酸二醇酯(PET)无纺布为基底,聚偏氟乙烯(PVDF)纳米纤维为支撑层,聚乙烯醇(PVA)纳米纤维膜为分离层,采用静电纺丝法制备超滤膜,并用水/丙酮混合溶液对复合纳米纤维膜表面进行溶液处理,再加入戊二醛交联改性得到致密分离层.采用扫描电子显微镜(SEM)和红外光谱(FTIR)表征了复合超滤膜的表面,用水接触角(WCA)表征复合超滤膜的亲水性.在0.02 MPa恒压下死端过滤油/水乳液,测试复合超滤膜的过滤性能.结果表明,最优条件下制备的复合超滤膜死端过滤油/水乳液的通量为(42.50±4.78)L/(m~2·h),截留率达到(95.72±0.33)%;循环使用5次后,依然具有较好的过滤性能,常压下死端过滤复合超滤膜的纯水通量为(3469±28)L/(m~2·h).     

污染生态学领域的稀土应用研究进展

综述了近年来应用稀土诱导植物抗性, 继而减轻酸雨、臭氧、紫外辐射、农药、重金属等环境污染伤害植物的研究进展, 提出稀土诱导植物抗性、减轻环境污染胁迫伤害的机理在于调控植物细胞内生化代谢网络, 维持植物自由基防御系统, 光合作用、细胞膜系统、矿质营养代谢等正常生理功能, 增强植物对环境污染的耐受幅度, 在此基础上分析了目前研究中存在的主要问题.     

抗油污染α-纤维素中空纤维超滤膜油-水分离性能的研究

以α-纤维素为原料,一水合N-甲基吗琳-N-氧化物(NMMO.H2O)为溶剂,聚乙二醇(PEG400)为添加剂,去离子水为内外凝胶浴,采用浸入相转化法制备用于油水分离的中空纤维非对称超滤膜,并采用纯水通量表征了膜的性能.用纤维素中空纤维超滤膜进行油水分离实验,油水乳液的截留率可达到99%以上,渗透液含油量小于10 mg/L,达到国家环境保护排放要求.考察了物理清洗、物理清洗加0.1 mol/L HCL清洗、物理清洗加0.1 mol/L NaOH清洗3种清洗方法对油水污染后膜的清洗效果.其中,物理清洗加0.1 mol/LNaOH清洗的清洗方法的通量恢复率达到99%.与其它种类的膜相比,α-纤维素中空纤维膜的油水通量衰减率仅为9.5%,表现出优异的抗油污染性能.     

振荡法制备的聚多巴胺涂层的抗污染性能研究

抗生物吸附表面具有广泛的应用前景。本文中经振荡法制备的聚多巴胺涂层表现出良好的抗生物吸附性能。研究发现,经振荡法生成的聚多巴胺涂层具有小于15°的接触角,表现出超亲水性。以牛血清蛋白为模型蛋白质和以大肠杆菌与金黄色葡萄球菌为模型细菌,研究发现,该聚多巴胺涂层表现出良好的抗牛血清蛋白吸附和抗大肠杆菌与金黄色葡萄球菌吸附的性能。总体而言,该方法简便易行,所制备的聚多巴胺涂层具有良好的抗生物污染性能。