共轭微孔聚合物膜的制备策略及其分离应用

降低工业分离过程的能耗为缓解全球能源紧缺问题提供了有效途径. 相比传统工业分离技术, 膜分离技术能耗低、经济效益高, 开发高效的膜材料是提升膜分离性能的重要手段. 共轭微孔聚合物(CMP)膜具有刚性永久超微孔道、高孔隙率、孔结构及化学环境可调控、交联骨架稳定性好等优势, 在分离领域具有良好的应用前景. 概述了近年来CMP膜的制备方法并简要对比了其优缺点, 阐述了CMP膜在气体分离、有机溶剂纳滤、离子筛分和手性分离等领域的分离机理和研究进展, 为开发新型具有良好分离性能的CMP膜材料提供研究思路.     

渗透汽化优先透醇分离膜

20世纪70年代的能源危机促使了人们对可再生能源-发酵法制备乙醇与节能分离工艺的探求。渗透汽化膜分离技术作为一种新兴的膜分离技术,具有分离效率高、低能耗、易于和发酵装置耦合、易于与其它分离方法联用等显著优点,特别适用于乙醇/水等恒沸混合物体系的分离。本文简要介绍了渗透汽化优先透醇膜的研究背景,总结并分析了用于指导膜材料选择的理论,详细介绍了用于制备优先透醇膜的含硅聚合物、含氟聚合物、有机/无机复合膜材料以及其他聚合物等膜材料的的结构特点、改性方法及膜材料分子结构与渗透汽化性能间的关系,并对不同膜材料对乙醇/水的渗透汽化分离性能进行了总结比较,在此基础上总结了目前渗透汽化乙醇/水分离膜存在的问题,并对其未来的研究方向和发展前景进行了展望。     

纳滤膜新型材料研究

纳滤是一种介于超滤与反渗透之间的重要膜分离过程,具有工作压力低、无相转变及分离效率高等独特优势。膜污染及渗透性/选择性之间的平衡是纳滤膜在使用和研发过程中面临的亟待解决的两个主要问题。膜材料是膜与膜分离技术的核心,开发新型的纳滤膜材料是解决上述问题的重要手段。本文从新型纳滤膜材料的设计与选择的角度出发,总结归纳了近年来新型材料在纳滤膜的制备与应用研究现状,包括新型有机纳滤膜材料、新型无机纳滤膜材料和新型有机-无机杂化纳滤膜材料三个方面,拓展了对纳滤膜材料的认知,探讨了新型纳滤膜材料的共性及其存在的主要问题,并对未来高性能纳滤膜材料的研制方向进行了展望。     

离子杂化多孔材料分离乙炔和乙烯

正分离过程是化学工业的关键步骤,也是能耗和物耗最为集中的过程,占全部工业能耗的近50%[1]。特别是乙烯、乙炔和丙烯等大宗基础化学品的生产过程,当前仍主要依赖于深冷精馏等高耗能分离技术,亟待发展高效分离技术。吸附和膜分离等相关技术的进步有望显著降低分离过程能耗[1,2]。在结构相似化合物的分离过程中,吸附剂和膜等分离材料通常存在选择性和容量(渗透率)难以兼具的问题。例如在乙烯和乙炔的吸附分离     

NEWS

膜分离技术在污水处理、中水回用、水质净化、海水淡化、血液透析和生物制药等领域得到了广泛应用。然而,膜在运行过程中出现的膜污染问题严重限制了该技术的发展。膜污染不仅会引起膜通量和分离性能下降,影响膜的长期稳定运行,而且污染后膜的清洗和更换也大大提高了运行成本。为了深入     

防污膜的表面改性方法研究进展

膜分离技术具备高效、节能的优势,广泛应用于生物、水处理、仿生等领域。然而,选择性分离膜在使用过程中产生的膜污染会导致分离效率显著降低,成本提高。膜污染是指微粒及大分子在膜孔吸附、沉积,使膜通量变小的过程。通过对膜结构及膜表面电荷、亲水性、粗糙度的调控可以有效降低膜污染程度,提高分离膜的处理效率。本文总结了近期膜表面改性方法研究进展,重点介绍了化学接枝、物理涂覆、聚合反应改性以及表面分离的防污改性方法。     

离子液体支撑液膜分离CO2

支撑液膜是一种在湿法冶金、生物技术以及气体分离等多个领域都有应用的重要膜分离技术。本文回顾了支撑液膜技术分离CO2的研究进展,按照液膜相的不同,分类介绍了常规载体支撑液膜和离子液体支撑液膜,指出了常规载体支撑液膜分离CO2的局限性,重点介绍了离子液体支撑液膜分离CO2的发展,分析了气体在离子液体支撑液膜中的传质机理以及常规离子液体结构、含量和支撑膜材料等对分离效果的影响;讨论了离子液体的功能化方法以及功能化离子液体支撑液膜分离CO2的渗透率、选择性和液膜稳定性;介绍了两种新的离子液体支撑液膜改进方法:聚离子液体膜与凝胶化离子液体支撑液膜。最后指出了今后用于CO2分离的离子液体支撑液膜的发展方向。     

可变孔径膜及其应用

可变孔径膜是一类全新的选择性分离膜,其对物质的分离机制不同于目前一般的膜分离过程。在分离过程中,随着外界条件(如 pH 值、形成配合物、外加电场等)的变化,一这种膜的孔径或透过通道能够发生可控性变化,从而有效地对透过组分进行选择性分离。本文介绍了膜孔径变化的原理、膜材质选择与结构设计,以及可变孔径膜的应用。     

分离液体的膜

本文概述了7种以高分子为膜材料、用于混合液体分离的膜分离过程,即离子交换膜与电渗析、反渗透、超滤、微孔过滤、膜萃取、渗透汽化和膜蒸馏。对其原理、高分子膜材料、应用和发展趋向作了简要介绍;并阐述了我国膜分离发展的现状和展望。     

沸石分子筛膜缺陷的形成及修复*

分子筛膜在化学传感器、膜分离和膜催化等领域有潜在的应用前景。缺陷的存在降低了分子筛膜的筛分作用和分离选择性,从而限制了其工业应用。本文综述了沸石分子筛膜缺陷形成及修复方面的研究进展,详细介绍了沸石分子筛膜缺陷形成的原因,并按照过程机理将分子筛膜修复方法划分为多次合成法、积炭结焦法、表面涂层法、化学气相沉积法以及液相化学沉积法等。在深入分析了各种修复方法优缺点的基础上,对今后分子筛膜修复技术的发展趋势进行了展望。     

膜亲和色谱的现状、发展和应用

文章对膜亲和色谱的原理、特点、设备、过程和发展情况做了介绍，并对亲和膜在整个膜分离技术中的地位、所占的比重及市场预测做了述评，对膜亲和色谱与其它色谱分离技术的优缺点进行了比较。重点介绍了制备亲和膜的材料，活化方法，间隔臂和配基的种类、选择和共价键合方法，配基和配合物产生亲和作用的机理及解离过程和方法。并对膜亲和色谱在酶、蛋白质、核糖核酸等生物大分子纯化分离方面的应用情况做了述评。     

膜亲和色谱的现状、发展和应用

文章对膜亲和色谱的原理、特点、设备、过程和发展情况做了介绍，并对亲和膜在整个膜分离技术中的地位、所占的比重及市场预测做了述评，对膜亲和色谱与其它色谱分离技术的优缺点进行了比较。重点介绍了制备亲和膜的材料，活化方法，问隔臂和配基的种类、选择和共价键合方法，配基和配合物产生亲和作用的机理及解离过程和方法。并对膜亲和色谱在酶、蛋白质、核糖核酸等生物大分子纯化分离方面的应用情况做了述评。     

渗透蒸发研究的现状

本文介绍了近年来渗透蒸发膜分离技术在有机溶剂脱水、从污水中回收有机物、有机溶剂混合物分离以及在促进可塑平衡反应中的应用和发展，文章列举了在上述领域中常用的分离膜的性质及分离过程，展示了渗透蒸发的作用。     

渗透汽化型酯化膜反应器研究——PVA/PSSA共混聚合物管式复合膜的膜反应性能

聚合物共混是制备具有预定性能的功能膜材料的有效方法．报道了以惰性素烧陶瓷管为支撑体的ＰＶＡ／ＰＳＳＡ共混聚合物管式复合膜的制备及其在渗透汽化型酯化膜反应器中不同实验条件下的膜催化反应性能．探讨了共混膜的组成,反应温度等对膜反应和分离性能的影响以及同步膜分离过程对反应转化率的促进作用．交联ＰＶＡ／ＰＳＳＡ管式复合膜具有良好的催化和分离性能．     

荷正电聚乙烯亚胺纳滤膜的制备与应用

纳滤是介于超滤与反渗透之间的膜分离技术,具有操作压力低,无相变,分离效率高及运行成本低等优点,广泛地应用于饮用水制备、污水处理、化工、制药和食品等领域.近年来,随着分离体系复杂程度的增加及对膜分离性能要求的提高,荷正电纳滤膜越来越受到研究者的关注.聚乙烯亚胺(PEI)是一类重要的多胺类荷正电纳滤膜材料,具有优异的亲水性、高荷电密度及反应活性.开发具有高分离性、高稳定性、耐酸碱性、耐溶剂性、抗菌性和耐污染性的荷正电PEI纳滤膜(P-PEI-NFM)日益成为研究的热点.本文对近年来P-PEI-NFM的制备方法进行归纳,总结了P-PEI-NFM在水软化、重金属脱除、碱性染料的分离及浓缩、抗生素分离和耐溶剂纳滤的应用.探讨了P-PEI-NFM存在的主要问题,并对未来的研究方向进行了展望.     

渗透蒸发膜应用于催化酯化反应的研究

近年来,分离膜材料和膜分离技术研究取得了重大进展,膜反应器的应用已开始引起人们的重视.但多数已发表的工作涉及的是膜分离在气相可逆反应中的应用,液相反应的例子比较少.已报导用于醇/水混合物分离的渗透蒸发膜类型很多,如能利用这些膜将某些化学反应过程中产生的水不断地给于分离,就有可能促使化学平衡向产物方向移动,从     

膜蒸馏—一种新型膜分离技术

膜蒸馏是最近几年发展起来的一种新型膜分离技术。它是利用高分子膜的某些结构上的功能来达到蒸馏目的的一种过程。膜蒸馏几乎是在常压下进行,也无需把溶液加热到沸点,只要膜两侧存在适当的温度差就可以进行,这就有可能利用太阳能等廉价的能源。本文叙述了膜分离的机理,着重介绍了水溶液膜蒸馏及其它一些应用情况。     

解读纳滤:一种具有纳米尺度效应的分子分离操作

纳滤膜是20世纪80年代末期发展起来的一种广泛用于液体分离的新型分离膜。早期研究中,先后提出的基于筛分效应的细孔模型,基于静电效应的电荷模型,以及同时考虑上述两种效应的静电位阻模型和道南位阻模型等为人们更好地理解纳滤膜分离机理和指导纳滤膜过程应用发挥了十分重要的作用。然而由于这些具有“疏松型反渗透膜”特点的纳滤膜没有相应的膜性能预测评价软件,使得针对具体应用过程的纳滤膜的大规模标准化应用受到了一定的制约。为此,结合上述模型,根据一些特定实验拟合确定混合盐体系同号离子间的竞争作用和异号离子间的调节作用,提出了一个适于混合盐体系的纳滤膜分离性能评价模型,促进了纳滤膜技术在水处理过程的大规模推广。最近,根据纳滤膜对离子选择性分离性能及其伴随的动电性质的细致而深入的实验研究,发现仅考虑筛分效应和静电效应并不能完全合理地解释纳滤膜的分离性能,且在动电性质的解析上也存在一定缺陷,进而对纳滤膜纳米级孔径引起的特殊效应和溶液体系中复杂相互作用引起的荷电性质变化有了更为深刻的认识和理解,提出并定量分析了离子透过纳滤膜时存在的介电排斥效应。     

渗透气化源及其分离过程

渗透气化过程(简称PV过程)是一种早为人知而近期才得以发展的膜分离过程,它是利用混合液中各组分被高分子膜选择吸附溶解,及在膜中扩散速度的不同,从而分离或富集有机液体混合物中的某一组分。1850年Graham等首先利用这一原理进行了液体混合物的分离,然而直到本世纪五十年代,PV过程才被Binning等人进行了较系统的研究。近十年来,     

膜分离现状及发展趋向

本文简要综述了近年来国内外反渗透、超过滤、微孔过滤、扩散渗析、电渗析、气体分离、液膜、渗透蒸发、蒸发渗透等一些主要膜分离过程,特别是有关新膜研制方面的开发现状及其发展趋向。