多孔聚丙烯腈纤维膜的制备及油/水分离性能

首先采用静电纺丝制备聚丙烯腈/聚乙烯吡咯烷酮(PAN/PVP)纤维膜,再经水浸渍处理获得多孔聚丙烯腈(PPAN)纤维膜。通过傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、热重分析(TGA)探究纤维成孔机理,采用X射线光电子能谱(XPS)研究多孔纤维膜中PAN与PVP分子间相互作用力;同时探究PAN与PVP质量比对多孔纤维膜形貌、比表面积、润湿性、力学性能、油/水分离性能的影响,并确定最佳配比。结果表明：当m(PAN)/m(PVP)=1∶2时,PPAN纤维膜具有较高的力学性能;对正己烷/水混合物的分离通量高达(46 318±3 879) L/(m²·h·bar)(1 bar=0.1 MPa),分离效率为(96.01±0.38)%;还实现了对不同种类油/水混合物的高效分离。此外,该PPAN纤维膜表现出优异的循环分离性能,经10次循环分离后,通量损失率仅为8.9%。     

碳纳米管/聚丙烯腈原液的制备及可纺性

通过原位聚合的方法制备了碳纳米管／聚丙烯腈复合材料原液,并采用湿纺成型工艺制得碳纳米管／聚丙烯腈复合材料纤维。与共混工艺相比较,采用该方法制得的碳纳米管／聚丙烯腈复合材料碳纳米管在聚丙烯腈基中分散均匀,具有较好的可纺性。     

聚丙烯腈分离膜表面的酶固定化研究进展

总结了近30年来围绕聚丙烯腈分离膜表面酶固定化的实现、酶活性的保持及其应用研究等相关问题的进展,并对今后的发展前景予以展望。     

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。     

氨基化聚丙烯腈膜的氨基含量和亲水性能

氨基化聚丙烯腈膜的氨基含量和亲水性能袁晓燕盛京＊沈宁祥许锦路１吕晓龙２（天津大学材料科学与工程系天津３０００７２）关键词氨基化，聚丙烯腈膜，氨基含量，亲水性１９９６－１２－０１收稿，１９９７－０６－１９修回１本校九六届毕业生，现在天津化工研究院工作２...     

添加PVP和涂覆聚合物对PAN基中空纤维炭膜性能的影响

研究了用ＰＡＮ基中空纤维膜为基质制备气体分离用中空纤维炭膜的过程。考察了添加剂ＰＶＰ对炭膜的Ｈ２，Ｎ２气体渗透速率，分离系九和柔韧性的影响。同时，研究了用丙烯腈共聚物对中空纤维炭膜涂覆改性后Ｈ２，Ｎ２气体的渗透速率和分离系数。     

K2FeO4-Zn碱性固态电解质电池电化学性能研究

应用溶液铸膜法制备出了交联聚乙烯醇(PVA)/聚丙烯酸(PAA)-KOH-H2O复合碱性固态电解质膜, 其厚度为150 µm左右, SEM测试结果表明其表面呈均相的非晶态结构, 交流阻抗(EIS)测试表明室温离子电导率可达3.5×10－2 S• cm－1, 循环伏安(CV)测试表明其电化学稳定窗口为3.5 V左右, 将其应用于一次碱性K2FeO4-Zn电池, 通过研究固态电解质膜在不同浓度KOH碱液中预处理和其在不同放电倍率下的放电性能, 结果表明, 9 mol•L－1为最佳固态电解质膜预处理碱液浓度, 0.4 C为最佳放电倍率, 1.0 V以上容量最高可达222.6 mAh•g－1, 并表现出良好的放电平台特性.     

高平均分子量聚丙烯腈的制备、性能和应用

介绍了高平均分子量聚丙烯腈的主要制备方法，如混合溶剂自由基聚合、水相悬浮聚合、反相浮液聚合、离子聚合、紫外光辐射聚合等。还根据高平均分子量聚丙烯腈的性能探讨了其在高性能碳纤维前驱体聚丙烯腈原丝和高强高模中空纤维过滤膜方面的应用。     

纤维素衍生物反渗透膜铸膜溶液的研究

本文采用IR、粘度测量及Huggins方程和McAllister方程表征和研究了醋酸纤维素、氰乙基醋酸纤维素、钛醋酸纤维素、羟丙基醋酸纤维素等反渗透膜材料的铸膜溶液。结果表明,铸膜溶液中的添加剂磷酸、甲酰胺等与溶剂丙酮有一定的相容性或部分相容性,与纤维素衍生物有一定的氢键、亲核相互作用。添加剂可影响纤维素衍生物大分子之间的相互作用。     

聚丙烯腈溶液的凝胶化研究

聚丙烯腈是用途最广泛的聚合物之一,其溶于适当溶剂中形成的聚丙烯腈溶液是制备聚丙烯腈纤维、渗透膜等高分子材料的原料。聚丙烯腈溶液的物理化学性质对所制备材料的性能有很大的影响。本文对高分子溶液的凝胶化和高分子凝胶的特点做了简要介绍,并介绍了聚丙烯腈及其凝胶的特点。根据高分子浓溶液体系的特点提出用于表征聚丙烯腈溶液凝胶化的主要方法。从浓度和温度对聚丙烯腈溶液凝胶化行为的影响、熟化和非溶剂对聚丙烯腈溶液凝胶化行为的影响、聚丙烯腈溶液凝胶化的热可逆性、聚丙烯腈溶液凝胶化的分形特征以及聚丙烯腈凝胶的交联机理这几个方面对已有聚丙烯腈溶液的凝胶化研究成果和最新进展进行了综述。最后对聚丙烯腈溶液凝胶化和聚丙烯腈凝胶的研究前景做了展望。     

静电纺丝法制备复合纳米材料

经由溶胶-凝胶法过程,应用静电纺丝机原理,以聚乙烯醇(PVA)和无机盐(LiMn2O4)为前驱物,制备出了含有LiMn2O4无机组分的复合纳米纤维,为复合无机纳米纤维的制备方式供给了一条新的思路。实验中系统地研究了PVA的浓度对其所形成的纤维描摹特征的影响。PVA水溶液用于纺丝的最好质量分数约为8.0%。在实验过程中,随着PVA质量分数的渐渐增加,其所形成纤维的直径也随之渐渐增大,而溶液的黏度也在逐步增大,这就使得溶剂挥发变得越来越难,小液珠的表面难以构成理想的“泰勒锥”,电压过小,样品溶液无法纺丝,在针头处成水滴状落在针头下方。电压过大则会在纤维丝上呈现念珠形态,阻碍样品电纺时的形貌。实验表明,在施加18kV的高电压,默认机器的其它设定条件下,依托不同质量分数的PVA溶液可制备出三种不同的纤维。     

聚1-三甲基硅基丙炔膜渗透汽化分离乙醇-水溶液的研究Ⅰ.PTMSP膜渗透汽化分离乙醇-水传质的基本特征

研究了聚１－三甲基硅基丙炔膜渗透汽化分离乙醇－水溶液传质的主要特点。发现膜对乙醇优先吸附、溶解，对水优先扩散。但因吸附液中水含量很低，总的结果表现为优先透醇。在３１３Ｋ，膜厚２０～２５μｍ，料液浓度１０ｗｔ％时，α＝１８．５，Ｊ＝０．９６９ｋｇ·ｍ－２·ｈ－１。透过膜的渗透液及其中的水和乙醇渗透汽化表观活化能分别为２８．８７、３１．３０和２７．６６ｋＪ／ｍｏｌ，并随料液浓度下降而增加。对实验数据进行非线性回归，建立了该膜传递乙醇的经验关联式：Ｊｅ＝－５．５６４Ｃ２Ｅ０＋１３．３４ＣＥ０－０．１５７３（ｋｇ·ｍ－２·ｈ－１），计算值与实验值相吻合。     

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.     

Sago/PVA blend membranes for the recovery of ethyl acetate from water

Sago starch is a relatively new polymeric material for development of a hydrophilic membrane for dehydration of alcohol/water. In this study sago based membranes were developed through casting technique for the dehydration of ethyl acetate at azeotropic conditions via pervaporation. Sago was blended with polyvinyl alcohol (PVA) to produce blended sago–PVA membranes with improved physical and chemical properties. The membranes were cross-linked using three different approaches; firstly, using glutaraldehyde, secondly using thermal treatment (80 °C) and thirdly by using both glutaraldehyde and thermal treatment. The effects of various cross-linking methods on the intrinsic properties of hydrophilic polymer membrane were investigated. The membranes were characterized using Fourier transform infrared (FTIR), differential scanning calorimeter (DSC) and thermogravimetric analysis (TGA). The effect of operating conditions such as feed temperature and concentration on the separation factor and flux was discussed. Sago starch polymer shows very high performance and very good stability after polymer blending and cross-linking, which is promising for use in industrial applications.     

明胶膜醇／水分离特性

明胶(Gelatin)曾用于与其它高聚物共混制备分离膜材料,但迄今未见单独成膜用于膜分离的报道.本文首次报道高纯牛骨胶经Cr_2(SO_4)_3交联后制膜的方法,并成功地用于醇/水渗透蒸发分离.采用渗透蒸发分离醇/水混合物,既节能又简便.     

Blended chitosan and polyvinyl alcohol membranes for the pervaporation dehydration of isopropanol

Homogeneous membranes were prepared by casting the solution of blended chitosan and polyvinyl alcohol (PVA) on a glass plate. The percent weight of chitosan in the membrane was varied from 0 to 100%. The membrane thickness was in the range of 15–30 μm. The membranes were heat treated at 150 °C for an hour. After that the membranes were crosslinked by glutaraldehyde and sulfuric acid in acetone aqueous solution. The membranes were tested at 30–60 °C for dehydration performance of 50–95% isopropanol aqueous solutions. At around 90% of isopropanol in the feed mixture, permeate flux increased whereas the percent of water in permeate tended to decrease when the feed temperature increased for all membranes, except that the water content in permeate from the membrane containing 75 wt.% chitosan remained constant. The swelling degree in water and the total flux increased with increasing chitosan content in membranes. The effect of temperature on permeate flux followed the Arrhenius relationship. The permeate flux decreased when isopropanol in the feed increased for all membranes. However, water content in permeate and isopropanol concentration in the feed formed complex relationship for different chitosan content membranes. Sorption did not appear to have significant effects on separation. The membrane containing chitosan 75% performed the best. For a feed solution containing 90% isopropanol at 60 °C, the permeate flux was 644 g/m² h with water content of nearly 100% in the permeate. At 55% isopropanol in the feed at 60 °C, the permeate flux was 3812 g/m² h. In the range of 55–95% of isopropanol in the feed, the water content in permeate was more than 99.5%. This membrane showed very excellent performance with good mechanical strength. It is promising to develop this membrane for industrial uses.     

渗透汽化膜表面化学结构设计研究

综述了近年来渗透汽化膜表面结构设计调控的研究进展。膜表面结构的设计与优化是提高其分离性能的重要方法。然而高分子表面具有环境响应性,这往往导致高分子材料在使用环境中失去在表面设计时所期待的性能。因此,高分子膜表面的环境响应性是在对膜表面进行设计和调控过程中必须考虑的因素。本文介绍了渗透汽化膜表面结构设计的方法,重点阐述了高分子膜表面环境响应特性对膜表面性质以及渗透汽化性能的影响。指出了利用高分子膜的表面重构行为可以对其表面结构进行优化,从而有效地提高膜的分离选择性。     

新型复合膜优先透醇性能的研究

有机物优先透过膜不仅可以用于有机物的浓缩和回收,还可以用于污水的净化等,因而有机物优先透过型渗透蒸发膜的研究倍受重视^[1].但由于透醇型膜的研究起步较晚,以及膜材料选择和膜制备等诸多原因,致使透醇膜的研究进展缓慢.     

二次生长法制备高分离性能的PHI分子筛膜

通过二次生长法在α-Al2O3支撑体表面合成了PHI分子筛膜,考察了晶种合成方式、二次生长合成温度及时间对形成PHI分子筛膜的影响.采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对合成膜进行表征.结果表明:载体表面合成出了PHI分子筛;二次生长法合成出的PHI分子筛膜连续、致密,膜厚约为20 μm.利用渗透汽化技术对甲醇、乙醇、异丙醇和叔丁醇等不同分子尺寸的醇/水体系进行分离性能的研究,同时考察原料液中水含量对所制备的PHI分子筛膜的分离性能的影响.结果表明:PHI分子筛膜对几种醇水体系都具有良好的分离效果,随着水含量的增加,水的渗透通量呈增大趋势,乙醇和甲醇的理想分离因子有所降低,异丙醇和叔丁醇的理想分离因子增大.     

Polydopamine Nanocluster Embedded Nanofibrous Membrane via Blow Spinning for Separation of Oil/Water Emulsions

Developing a porous separation membrane that can efficiently separate oil–water emulsions still represents a challenge. In this study, nanofiber membranes with polydopamine clusters polymerized and embedded on the surface were successfully constructed using a solution blow-spinning process. The hierarchical surface structure enhanced the selective wettability, superhydrophilicity in air (≈0°), and underwater oleophobicity (≈160.2°) of the membrane. This membrane can effectively separate oil–water emulsions, achieving an excellent permeation flux (1552 Lm⁻² h⁻¹) and high separation efficiency (~99.86%) while operating only under the force of gravity. When the external driving pressure was increased to 20 kPa, the separation efficiency hardly changed (99.81%). However, the permeation flux significantly increased to 5894 Lm⁻² h⁻¹. These results show that the as-prepared polydopamine nanocluster-embedded nanofiber membrane has an excellent potential for oily wastewater treatment applications.