膜分离技术进展

本文简要介绍近30年来膜分离技术的进展及在工业上的广泛应用;分析了其迅速发展的主、客观原因。并介绍了离子交换膜、电渗析、反渗透、超滤、微孔过滤、液膜分离、膜法气体分离在我国的研究、应用概况。文章的重点是阐述今后膜分离技术的发展动向,预示一门新兴的学科——膜科学正在形成。     

膜分离天然气脱水蒸汽技术的研究现状

天然气脱水蒸汽是天然气净化过程中的必要环节,选择合适的脱水蒸汽技术和工艺至关重要。本文首先简要概述了新兴的膜分离天然气脱水蒸汽方法的特点,然后介绍了膜分离性能的表征参数及测试、膜组件设计及操作条件的选择,重点介绍了近年来膜分离甲烷脱水蒸汽技术中的聚合物膜材料、沸石分子筛膜材料,最后展望了金属有机骨架材料的应用潜力以及天然气脱水蒸汽技术未来的发展趋势。     

PANI-SnP复合膜电极在镍镉废水中的电控离子交换性能

采用滴涂法在铂基底制备了电活性聚苯胺-磷酸锡(PANI-SnP)复合膜电极,考察了该电极在Ni2+、Cd2+溶液的电控离子交换性能.用傅立叶变换红外光谱和扫描电镜分析观察复合膜的组成及表面形貌;在0.1 mol.L-1Ni(NO3)2、Cd(NO3)2溶液中,通过循环伏安法比较了PANI膜、SnP膜及PANI-SnP复合膜电极的电化学性能,并结合电化学石英晶体微天平技术重点考察了PANI-SnP复合膜的离子交换机制;同时,通过循环伏安法调控复合膜电极的氧化还原电位,结合X射线能谱和X射线光电子能谱分别测定了其氧化和还原状态的元素组成.结果表明,PANI-SnP复合膜电极在Ni2+、Cd2+溶液均有良好的氧化还原电活性和可逆离子交换性能,其Cd2+离子选择性优于Ni2+离子,通过电控离子交换可使Cd2+离子从镍镉废水高效分离.     

离子缔合型离子选择电极的研究 I: PVC膜铬(VI)离子选择电极的研制的和应用

A new Cr(VI)-selective electrode of PVC membrane based on triheptyl dodecyl ammonium iodide is described. The response of the electrode is Nernstian for Cr(VI) concentration down to 2X10-6M in 0.03-0.13N HF solution. Limit of detection is 5X10-7M. The plot of logarithms of selectivity coefficients vs. z/γ of various anions is essentially linear with a correlation coefficient of -- 0.88. Applications of the electrode in determination of total Cr in steels and copper alloys, and Cr(VI) in waste-water from chromium electroplating are reported.     

PANI-SnP复合膜电极在镍镉废水中电控离子交换性能

采用滴涂法在铂基底制备了电活性聚苯胺-磷酸锡(PANI-SnP)复合膜电极,考察了该电极在Ni²⁺、Cd²⁺溶液的电控离子交换性能. 用傅立叶变换红外光谱和扫描电镜分析观察复合膜的组成及表面形貌;在0.1 mol·L^-1 Ni(NO₃)₂、Cd(NO₃)₂溶液,通过循环伏安法比较了PANI膜、SnP膜及PANI-SnP复合膜电极的电化学性能,并结合电化学石英晶体微天平技术重点考察了PANI-SnP复合膜的离子交换机制;同时,通过循环伏安法调控复合膜电极的氧化还原电位,结合X射线能谱和X射线光电子能谱分别测定了其氧化和还原状态的元素组成. 结果表明,PANI-SnP复合膜电极在Ni²⁺、Cd²⁺溶液均有良好的氧化还原电活性和可逆离子交换性能,其Cd²⁺离子选择性优于Ni²⁺离子,通过电控离子交换可使Cd²⁺离子从镍镉废水高效分离.     

新型含磷无机离子交换剂研究(Ⅶ)——金属离子在SSPP上交换机理及选择性

通过表面离子交换容量的测定和红外、反射光谱及电子自旋共振谱的分析,研究了金属离子与焦磷亚硒酸锡(SSPP)的离子交换反应机理及其特性,对选择性作了解释。     

铅(Ⅱ)离子印迹复合膜的制备及其性能研究

以聚丙烯微孔膜(MPPM)为支撑,采用共价表面修饰和离子印迹技术,制备了Pb(Ⅱ)离子印迹复合膜.首先通过紫外光引发丙烯酸接枝聚合,在MPPM表面引入羧基;然后基于羧基和氨基的反应,将壳聚糖共价接枝到MPPM表面;再以Pb(Ⅱ)为模板离子、环氧氯丙烷为交联剂,通过配位键作用形成离子印迹位点.制备过程通过ATR-FTIR和XPS分析得到了证实.利用扫描电子显微镜(SEM)-能量色散X射线光谱仪(EDX)对膜表面及截面的形貌及元素分布进行了分析.静态水接触角和纯水通量实验结果显示,印迹复合膜具有良好的表面亲水性和渗透性,在离子印迹聚合物接枝率为174.4μg/cm2时,水通量高达2659±58 L/(m2.h).印迹复合膜对Pb(Ⅱ)离子的吸附亲和性和渗透选择性分别通过平衡结合实验和竞争渗透实验进行评价.与非印迹复合膜相比,印迹复合膜对Pb(Ⅱ)离子展现出更强的吸附亲和性,更快的吸附速率及更好的渗透选择性,以Cu(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)作为竞争离子,其渗透选择性因子分别为3.43和3.93.     

以双(2,4,4-三甲基戊基)膦酸为流动载体的乳状液膜分离汞与常见离子的研究

用双(2,4,4-三甲基戊基)膦酸-Span 80-甲苯乳状液膜体系研究了汞的迁移行为,确定了用此种乳状液膜迁移分离汞的适宜条件,汞在5min内可迁移96％以上。在同样条件下,一些常见过渡金属离于如Co~(2+)、Ni~(2+)、Cu~(2+)、Cd~(2+)等通过此乳状液膜的迁移率很低,因此汞可与这些元素得到很好的分离。     

二(2-乙基己基)膦酸从盐酸介质中萃取钪(Ⅲ)、钇(Ⅲ)、镧系离子(Ⅲ)和铁(Ⅲ)

本文研究了二(2-乙基己基)膦酸(H[DEHP])的正辛烷溶液从盐酸介质中萃取钪(Ⅲ)、钇(Ⅲ)、镧系离子(Ⅲ)和铁(Ⅲ)的平衡规律。结果表明,H[DEHP]对上述离子的萃取次序是Sc³⁺>Fe³⁺>Lu³⁺>Yb³⁺>Er³⁺>Y³⁺>Ho³⁺。讨论了Sc(Ⅲ)与Fe(Ⅲ)、Y(Ⅲ)、Ln(Ⅲ)(镧系离子)以及Fe(Ⅲ)与重镧系离子(Ⅲ)分离的可能性,并与HEH[EHP]萃取上述离子的性能进行了比较。借助IR、NMR和斜率法,饱和法研究了低酸度下H[DEHP]萃取Sc(Ⅲ)、Y(Ⅲ)和Ln(Ⅲ)的平衡反应,计算了浓度平衡常数和萃取反应的热力学函数。     

二(乙基黄原酸基)金属配合物为中性载体高选择性碘离子电极的研究

本文研究了二(乙基黄原酸基)金属配合物为中性载体的阴离子选择性电极,其中二(乙基黄原酸基)钴(Ⅱ)对碘离子有高的选择性, 且电极呈现反Hofmeister行为, 其选择次序是: I^->SCN^->NO2^->Br^->ClO4^->SO4^2^->NO3^->Cl^-, 采用交流阻抗和光谱分析技术研究了电极的响应机理, 并将电极用于药品分析,结果令人满意。     

电活性铁氰化镍膜电极对稀土钇的电控离子分离

通过电沉积方法分别在镀铂石英晶片和铂基底上制备了电活性铁氰化镍膜,并考察了膜电极在含钇离子溶液中的电控离子交换性能. 在0.1 mol·L^-1的硝酸钇溶液中,使用循环伏安法及石英晶体微天平技术测试考察了铁氰化镍膜对钇离子的置入释放性能及对应的质量变化,同时比较了铁氰化镍膜电极在Y(NO₃)₃和Sr(NO₃)₂溶液中的电化学性能. 在0.1 mol·L^-1 [Y(NO₃)₃ + Sr(NO₃)₂]混合溶液中,通过循环伏安法分析了薄膜对Y³⁺/Sr²⁺离子的选择性. 用扫描电子显微镜观察了铁氰化镍膜的表面形貌,并通过X射线光电子能谱仪测定了膜在氧化和还原状态下的元素组成. 结果表明,铁氰化镍膜在含Y³⁺溶液中具有良好的离子交换行为,其中氧化过程薄膜质量减少,对应着钇离子的释放;还原过程薄膜质量增加,对应钇离子的置入;在0.0 V或0.9 V调控膜电极的氧化还原状态实现对钇离子的有效分离.     

电位法测定异价阳离子通过阳离子交换膜时的选择透过性

从理论上导出了不等价的两种阳离子在通过阳离子交换膜时的选择透过性与膜电位的关系，并用电位法对一些不等价阳离子组合在两种商品膜中的选择透过性进行了测定。本方法测定结果与电渗析实际分离效果相符。     

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。     

Potentiometric Measurements in Non-Aqueous Media Using Bromide and Iodide Ion Selective Membrane Electrodes

Abstract

Solid membrane bromide and iodide ion selective membrane electrodes were evaluated for their performance in non-aqueous media. The electrodes were evaluated in several alcohols and glacial acetic acid.     

低压离子色谱柱及其分离机理

介绍了低压离子色谱柱的种类、分离对象、分离机理及洗脱体系的选取情况     

微型离子交换膜电解槽的制作与使用

用挖孔的橡胶塞作容器,固定阴、阳离子交换膜,制成具有3个电极的电解槽;可以任选其中的1张或2张离子交换膜进行电解操作。具有价格低廉、操作简便、绿色环保等优点,弥补了中学教材中缺少膜电解实验的空白。     

离子选择性中性载体液膜光极的响应性能与液膜厚度

用钙离子光极探讨了中性载液膜光极液膜厚与其各主要响应性能的关系。结果表明光极的浓度线性响应范围与膜厚无关。     

用于C1化学具有选择吸附—脱附特性的气体分离膜

本工作研究了吸附剂、催化剂等固体添加物混入微孔聚砜膜中对C_1化学用原料气-H_2和CO的选择透气性的影响,普遍的结果是显著地提高了膜对气体的分离因子,且与吸附剂、催化剂的化学、物理性质有一定关系。因此,气体的渗透过程除了有诺森流和粘性流外,还可能生成吸附态过渡络合物,影响气体的吸附-脱附能力而提高了分离因子,提出了过渡吸附态的气体促进输送机理。     

基于新型离子交换膜过程的含盐废水零排放技术

离子交换膜过程作为连续的离子交换过程,具有绿色、经济、可持续、无污染等优点。本文以近年来出现的新型离子交换膜过程的结构组成、分离机理等为出发点,结合含盐废水零排放过程面临的高能耗、易结垢、分盐难等关键问题,介绍了选择性电渗析、置换电渗析、反电渗析等新型离子交换膜过程在零排放领域的最新应用与研究进展;针对这些过程与其他分离技术的系统性集成操作进行了介绍与总结,并对其进行了初步分析和评述,以期为以后的研究工作提供参考。