聚二苯基乙炔耐溶剂纳滤膜的制备与性能

聚二苯基乙炔(PDPA)不溶于有机溶剂,是理想的新型耐溶剂纳滤膜材料。采用溶液浇铸法制备聚[1-(4-三甲基硅基)苯基-2-苯乙炔](PTMSDPA)均质膜,经脱硅反应得到PDPA膜,研究其乙醇渗透性能和染料截留性能。结果表明,乙醇渗透通量与压力呈正相关性,传质机理可能介于孔流机理和溶解扩散机理之间的过渡区。染料的分子尺寸、电荷性质以及染料和膜之间的相互作用共同影响PDPA膜的截留性能。     

银/聚电解质复合纳滤膜的制备及表征

利用层层自组装技术(LbL),采用原位还原方法在聚醚砜(PES)基膜上制备了银/聚电解质复合纳滤膜.SEM分析表明:膜表面结构致密,Ag粒子在复合膜中分布均匀,粒径100～200 nm,UV-vis图谱证明膜中粒子为Ag粒子,所得银/聚电解质纳滤膜呈现出优异的抗菌性能.[PSS/PDADMAC]3[PAS/PAH-Ag]3PSS膜对负二价离子显示出较高的截留性能,达到93%.     

PES中空纤维复合纳滤膜的制备

采用界面聚合法制备聚醚砜（PES）中空纤维复合纳滤（NF）膜,讨论了制备条件对PES中空纤维复合NF膜性能的影响。实验结果表明,聚合反应时间、均苯三甲酰氯浓度、哌嗪浓度和酸吸收剂三乙胺浓度对复合NF膜性能有显著影响,同时二次反应能够提高复合NF膜的截留率,对2g／L的Na2SO4截留率可达到99．2％。     

高分子纳滤膜的制备技术

纳滤膜是介入于反渗透膜和超滤膜之间的一种压力驱动的新型分离膜,已成为近年来研究的热点,由于其载留分子量范围相对较窄（200－1000）且孔径处于纳米级（10^-9m),因此膜材质的选择及制备技术成为制备出高性能纳滤膜的关键。本文介绍了高分子纳滤膜的几种主要的制备工艺,并概述了近年来国内外在高分子纳滤膜材质、制备方法以及所制膜性能及应用方面的研究进展。     

高通量聚苯并咪唑纳滤膜的结构调控及性能

聚苯并咪唑(PBI)是一种类杂环聚合物,具有独特的耐高温性、化学稳定性和机械稳定性,因而被广泛用作膜材料.PBI膜具有很高的选择性,在耐溶剂纳滤领域具有较好的应用前景.本文在PBI铸膜液中引入亲水性添加剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP-K30),通过调节PVP的含量来改变成膜过程中的动力学过程,继而对PBI膜的结构进行进一步调控,从而改善其渗透通量.研究表明,随着制膜液中PVP含量的增加,通量不断升高,对染料的截留保持稳定.当PVP质量分数为15%时,PBI膜对亚甲基蓝的截留率达到99.18%,表现出优异的分离性能.     

局部密集交联含氟聚芳醚阴离子交换膜的制备与性能

为开发同时具有阴离子传导率高、钒离子渗透率低、机械性能和化学稳定性优异的阴离子交换膜(AEM),本文以逐步缩聚法合成了含叔胺基的含氟聚芳醚(FPAE),然后以十溴丙基柱[5]芳烃(P5Br)作为交联剂,通过P5Br上的溴烷基与FPAE上的叔胺基之间的亲核取代反应进行交联,最后用碘甲烷将剩余叔胺基季铵化,制得一系列局部密集交联含氟聚芳醚阴离子交换膜QAFPAE-P5Br-x.研究结果表明,所有膜在极性非质子溶剂中都具有较高的凝胶含量,证明已形成高效交联结构.随着交联剂含量从0.5%增加到5%,膜的吸水率、溶胀率、阴离子传导率和VO2+透过率逐渐降低,而离子选择性、拉伸强度、面电阻和氧化稳定性逐渐增加.交联剂含量为1%的QAFPAE-P5Br-1%膜同时具有较低的面电阻和VO²⁺透过率,综合性能优异.以QAFPAE-P5Br-1%组装的全钒液流电池(VRFB)在80 mA·cm^?2的电流密度下具有86.5%的能量效率,比以Nafion 212组装的VRFB高出7.7%.另外,以QAFPAE-P5Br-1%组装的VRFB还具有优异的循环稳定性、放电容量保持率和抗自放电性能.可见,局部密集交联是一种提高VRFB用AEM综合性能的有效方法.     

交联型哌啶功能化聚芳醚阴离子交换膜的制备与性能

将氯甲基化率为150%的聚芳醚砜（PSF）依次与对羟基苯甲醇、二氯亚砜反应,通过哌啶季铵化、碱化制备侧链型哌啶功能化聚芳醚砜阴离子交换膜（QPSF-Pip150）。控制交联剂与哌啶的比例,制备不同交联度的交联型阴离子交换膜（cQPSF-Pipx-TAPy）。通过核磁共振氢谱（1HNMR）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、热重分析（TGA）等对聚合物的结构及性能进行了表征与测试。结果表明：所制得的交联型阴离子交换膜在80℃下的离子传导率最高可达到131.5 mS/cm,而溶胀率仅有19.7%,在60℃、1 mol/L NaOH溶液中浸泡20 d,其离子传导率仍保持初始的73.1%～85.9%。交联有效提高了阴离子交换膜的力学性能、热稳定性、尺寸稳定性和碱性稳定性。     

交联壳聚糖膜的制备及其性能的研究

用环氧氯丙烷成功地制备出交联壳聚糖膜。用FTIR,XRD和SEM方法表征其结构,并测试了其力学性能。结果表明,壳聚糖在低温下只有氨基参与交联反应,反应温度高于40℃时,羟基才发生反应;环氧氯丙烷的交联作用显着提高了壳聚糖膜的抗张强度,并有效地降低了溶菌酶对其降解速率;该交联膜有望用作可控降解的生物医用材料。     

明胶膜的制备及其交联性能的研究

探讨了溶剂、温度及pH值对明胶膜性能的影响，并以甲醛和戊二醛为交联剂，采用溶液交联和蒸汽交联两种方法对明胶膜进行交联改性。研究结果表明：相对于溶液交联，甲醛蒸汽交联所得膜的拉伸强度从25MPa上升到42MPa，戊二醛交联的膜的拉伸强度从15MPa上升到40MPa，而溶胀率和溶出率均有所下降，蒸汽交联的膜的性能优于溶液交联的膜。     

MXene/枝状Co/聚偏氟乙烯复合光热膜制备及其界面蒸发性能

使用湿法刻蚀方式将Ti₃AlC₂刻蚀剥离成单/少层Ti₃C₂T_x MXene纳米片,采用电化学还原法制备枝状Co,然后以亲水的聚偏氟乙烯(PVDF)膜为基底通过真空抽滤制备Ti₃C₂T_x/枝状Co/PVDF复合光热膜。对复合材料的结构和形貌进行表征,研究了复合光热膜的光吸收性能和界面蒸发性能。结果表明,在模拟1个太阳光照下(光照强度为1 kW·m^-2),Ti₃C₂T_x/枝状Co/PVDF复合光热膜的光吸收率达到95.3%,纯水蒸发速率达到1.78 kg·m^-2·h^-1,界面蒸发效率高达97.5%。此外,还测试了在模拟海水中的界面蒸发性能,蒸发冷凝得到的水达到世界卫生组织(WHO)和美国环境保护署(EPA)饮用水标准,蒸发速率达到1.61 kg·m^-2·h     

MXene/枝状Co/聚偏氟乙烯复合光热膜制备及其界面蒸发性能

使用湿法刻蚀方式将Ti₃AlC₂刻蚀剥离成单/少层Ti₃C₂T_xMXene纳米片,采用电化学还原法制备枝状Co,然后以亲水的聚偏氟乙烯(PVDF)膜为基底通过真空抽滤制备Ti₃C₂T_x/枝状Co/PVDF复合光热膜。对复合材料的结构和形貌进行表征,研究了复合光热膜的光吸收性能和界面蒸发性能。结果表明,在模拟1个太阳光照下(光照强度为1kW·m^-2),Ti₃C₂T_x/枝状Co/PVDF复合光热膜的光吸收率达到95.3%,纯水蒸发速率达到1.78kg·m^-2·h^-1,界面蒸发效率高达97.5%。此外,还测试了在模拟海水中的界面蒸发性能,蒸发冷凝得到的水达到世界卫生组织(WHO)和美国环境保护署(EPA)饮用水标准,蒸发速率达到1.61kg·m^-2·h^-1,循环5次后稳定在1.59kg·m^-2·h^-1。     

交联嵌段磺化聚芳醚砜质子交换膜的制备及性能

为提高磺化聚芳醚砜(SPAES)质子交换膜的质子传导率及稳定性, 制备了一系列交联嵌段SPAES质子交换膜(cbSPAES). 采用嵌段共聚方法, 在P₂O₅存在下, 利用磺酸基团与聚合物主链上活泼氢的脱水反应进行交联改性合成嵌段聚合物. 采用电化学阻抗谱技术测定了cbSPAES膜的质子传导率, 通过测试水中膜平面及厚度方向的尺寸变化率评价膜的尺寸稳定性, 通过加速老化试验评价膜的水解稳定性. 结果表明, 与未交联膜相比, cbSPAES膜的尺寸稳定性及水解稳定性明显提高; 在交联程度相同时, cbSPAES膜的吸水率和质子传导率随着磺化链段长度的增加呈上升的趋势. 如cbSPAES(30/10)-10膜在60 ℃水中的吸水率为65%, 平面方向和厚度方向的尺寸变化率分别为0.16和0.18, 质子传导率达到163 mS/cm.     

聚多巴胺/聚乙烯亚胺共沉积中间层增强薄膜复合正渗透膜性能

以聚多巴胺/聚乙烯亚胺(PDA/PEI)共沉积于三醋酸纤维素(CTA)多孔支撑膜表面形成中间层,再结合界面聚合法获得聚酰胺薄膜,构建了PDA/PEI共沉积中间层改性薄膜复合(TFC)正渗透(FO)膜.通过傅里叶变换衰减全反射红外光谱法、扫描电子显微镜、原子力显微镜、溶质截留法、水接触角仪等研究了PDA/PEI共沉积中间层对CTA膜和TFC膜的表面结构和性质的影响.研究结果表明,PDA/PEI共沉积使得CTA膜表面变得更为平滑,表面孔径减小至(30.0±4.1) nm,且表面孔径分布趋于均一.同时,在PDA/PEI共沉积改性CTA膜表面界面聚合得到的聚酰胺层呈现出更均匀的叶片状结构和优异的亲水性.基于此,具有PDA/PEI共沉积中间层的TFC正渗透膜显著提高了水通量(FO模式:(7.1±2.3) L/(m^2·h)),较空白TFC膜提升了57.6%.同时,中间层改性TFC膜具有更低的反向盐通量(FO模式:1.4±0.1 g/(m^2·h))和"净盐通量"(FO模式:(0.2±0.06) g/L),与空白TFC膜相比分别下降了83.9%和90.6%.说明PDA/PEI共沉积中间层不仅能有效提升TFC正渗透膜的水渗透性,而且大幅提升了膜的截盐性和渗透选择性.     

具有界面交联结构藻酸钠复合膜的制备与性能

报道了一种具有界面交联结构的新型藻酸钠复合膜及其对醇水和其它有机物水体系的渗透汽化分离性能.该膜的活性层为藻酸钠,支撑层为氨化聚丙烯腈(PAN)多孔膜,在这两层之间存在着界面交联结构.研究了PAN多孔膜的水解时间、进行氨基化的二元胺种类及浓度对复合膜分离性能的影响,用己二胺进行氨基化所得到的复合膜的分离性能明显优于用乙二胺的结果.扫描电镜照片显示水解及氨基化改变了PAN超滤膜的孔结构,这也是影响新型复合膜性能的一个重要原因.     

相转化纳滤膜的膜材料结构设计及调控策略

非溶剂致相分离技术由于其制膜工艺简便且对膜结构调控手段多样化,在制备高通量、具有选择性筛分特性的纳滤膜上具有显著优势。然而如何进一步提升相转化纳滤膜的分离精度及渗透系数,仍受国内外学者广泛关注。本文首先系统阐述了相转化过程中,铸膜液热力学性质及成膜动力学对膜结构及性能的影响机理。其次总结了传统膜材料,如聚砜、聚醚砜等材料在纳滤膜制备中的研究进展。然后重点分析了两亲性嵌段共聚物材料的特点及在相转化纳滤膜制备中的突出优势。最后,本文展望未来制备高性能相转化纳滤膜的发展方向。     

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。     

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。     

界面聚合法制备聚哌嗪酰胺复合纳滤膜

以聚醚砜超滤膜为基膜,哌嗪(PIP)为水相单体,均苯三甲酰氯(TMC)为有机相单体,采用界面聚合法制备了复合纳滤膜,扫描电镜、表层的红外分析结果表明在基膜表面聚合了一层聚酰胺膜,膜性能测定结果表明膜表面荷负电,对不同无机盐的截留率为Na2SO4MgSO4MgCl2NaCl。界面聚合条件对膜性能的影响表明,最佳聚合条件为:PIP浓度0.5%～2%,TMC浓度0.15wt%～0.75wt%,聚合时间≥1min,热处理温度60℃～80℃,时间15 min左右。