新型聚酰亚胺-氨酯反渗透复合膜的结构与性能

通过界面聚合方法, 将功能单体N,N′-二甲基间苯二胺(DMMPD)与多元酰氯5-氯甲酰氧基-异肽酰氯(CFIC)聚合, 制得一种耐氧化的聚酰亚胺-氨酯反渗透复合膜. 采用全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)分析了膜活性层的化学结构, 考察了膜的耐氧化性能, 并探讨了膜活性层化学结构与膜抗氧化性能之间的关系.     

耐氯纳滤/反渗透复合膜的研究进展

聚酰胺纳滤/反渗透复合膜的耐氯性能较差,严重影响膜的使用寿命,增加了膜系统运行成本。就此,很多学者从多方面展开了耐氯复合膜的研究工作。本文对近年来国内外耐氯纳滤/反渗透复合膜的研究进行综述,阐述了聚酰胺的氯化降解机理,归纳介绍了新的膜制备工艺、新型膜材料的研究、传统单体的改性、膜表面的接枝和涂覆等提高纳滤/反渗透复合膜耐氯性的方法。在分析各类方法优劣的基础上,对聚酰胺膜的耐氯改性工作进行介绍和分析,并对聚酰胺反渗透膜复合膜耐氯改性所面临的问题及前景进行了展望。     

聚酰亚胺硅氧烷/聚酰亚胺两面异性复合膜的制备及性能研究

以氨丙基封端的聚二甲基硅氧烷(PDMS)、 4,4'-二氨基二苯醚(4,4'-ODA)和3,4,3',4'-联苯四酸二酐(s-BPDA)为原料, 合成了聚酰胺酸硅氧烷嵌段共聚物. 将此嵌段共聚物和聚酰胺酸(s-BPDA/4,4'-ODA)共混, 通过控制制膜条件, 利用各组分在不同溶剂中的溶解度的差别, 使聚酰亚胺硅氧烷富集在膜的上表面. 因为两相在结构和性质上的相似性, 当聚酰胺酸硅氧烷和聚酰胺酸混合时, 具有很好的相容性, 消除了两相间的界面, 从而制备了优异的聚酰亚胺硅氧烷/聚酰亚胺两面异性的复合膜材料. 利用X射线光电子能谱(XPS)和水滴接触角对此复合膜进行了表征, 证明了此复合膜的两面异性, 并对此复合膜进行了热性能和机械性能研究, 发现此薄膜保持了聚酰亚胺优异的性能.     

一种新型聚酰亚胺离子型共聚物的合成与表征

以过氧化氢为氧化剂,在三氟乙酸中对2,6-二氯吡啶进行氧化,制备了2,6-二氯吡啶氮氧化物,该单体与4,4′-二巯基二苯砜、3,3′-二甲基-双(4-氯代酰亚胺)-4,4′-二苯甲烷(4-BCPI)通过亲核取代反应生成了含有离子基团的聚酰亚胺。采用红外分析(FT-IR)、黏度测试、溶解度实验、热失重分析(TGA)和示差扫描量热分析(DSC)等测试方法,对所合成的聚酰亚胺的结构与性能进行了表征。测试结果表明:该类聚酰亚胺在室温下不仅可溶于常用的极性非质子有机溶剂,也能溶于氯仿、吡啶等溶剂。此外,10%热失重温度高于430℃,玻璃化转变温度高于210℃。     

一种可溶性聚酰亚胺的合成与性能研究

选用三苯二醚四酸二酐 (HQDPA)和二甲基二苯甲烷二胺 (DMMDA)为单体 ,在NMP中通过低温溶液缩聚 化学亚胺化法合成了高分子量可溶性聚醚酰亚胺PI(HQDPA DMMDA) .通过FT IR、WAXD、TG DTG以及DSC等手段对聚酰亚胺的结构和性能进行了表征 .结果表明 ,合成的PI为无规高分子结构 ,平均分子链间距为 0 5 16 3nm ;易溶于N 甲基吡咯烷酮、N ,N 二甲基乙酰胺和四氢呋喃等极性溶剂中 ;其 10 %的分解温度为5 2 8℃ ,玻璃化转变温度Tg 为 2 5 1℃ ;断裂伸长率为 2 4 % ,断裂强度为 10 7MPa ;2 5℃时 ,PI均质膜的透H2 系数为 3 80 9Barrer ,H2 N2 、H2 CH4 的理想分离系数为 16 6 9、2 14 0 ;其透N2 、O2 、CO2 和CH4 系数均在 0 0 18～0 5 76Barrer之间     

新型聚(酰胺-脲-酰亚胺)反渗透复合膜的稳定性

通过二次界面聚合法制备了一种新型的聚(酰胺-脲-酰亚胺)反渗透复合膜.将常规二元胺——间苯二胺(MPD)与关键功能单体5-异氰酸酯基-异肽酰氯(ICIC)通过界面聚合得到MPD-ICIC初生态基膜,再与关键功能单体N,N'-二甲基间苯二胺(DMMPD)经二次界面聚合制得聚(酰胺-脲-酰亚胺)反渗透复合膜.采用傅里叶变换红外光谱和X射线光电子能谱分析膜活性层的化学结构,评价膜的分离性能,在此基础上采用分子动力学模拟方法从微观角度分析二次聚合膜的稳定性.     

基于3,5-二氨基苯甲酸(4-烷氧基)苯酯可溶性聚酰亚胺的合成与表征

本文合成了含长烷基侧链的二胺单体3,5-二氨基苯甲酸(4-烷氧基)苯酯,然后使它与2,2-双[4.(3,4-二羧酸基苯氧基)苯基]丙烷二酐在N甲基-2-吡咯烷酮溶液中聚合,再通过化学酰亚胺化得到一系列含有长烷基侧链的聚酰亚胺。聚酰亚胺的结构经红外光谱和核磁共振氢谱确认,并对它的溶解性能、特征粘数、光学性能和热性能等进行了表征。结果表明,所合成的聚酰亚胺具有好的溶解性能、较高的分子量、优异的透光率和较好的热稳定性。     

一种含酚酞结构聚酰亚胺的合成及性能表征

通过酚酞的硝化和还原,得到了一种新型的含酞结构和酚羟基的二胺单体,通过二胺和4,4'-六氟亚异丙基二(邻苯二甲酸酐)(6FDA)缩聚并高温亚胺化,得到了相应的含酚羟基聚酰亚胺PI-HP.利用1H-NMR、FTIR、GPC及热分析表征了PI-HP的结构和热性能,利用紫外-可见光谱表征了其透明性.结果表明,PI-HP在部分极性有机溶剂中如DMF、THF、丙酮中具有良好的溶解性,具有较高的热稳定性并在可见光区域具有较好的透明性,其含羟基可进一步修饰用于制备各种功能材料.     

基于苯醚型含氟二胺的聚酰亚胺膜材料的合成与表征

4,4′-二羟基二苯醚和2-氯-5-硝基三氟甲苯经Williamson反应得到4,4′-双(4-硝基-2-三氟甲基苯氧基)二苯醚;在Pd/C-水合肼还原作用下得到4,4′-双(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)二苯醚(p-6FAPE).采用3种苯醚型含氟二胺1,4-双(3-氨基-5-三氟甲基苯氧基)苯、1,4-双(4-氨基-2-三氟甲基苯氧基)苯和p-6FAPE分别与3,3′,4,4′-二苯醚四酸二酐(ODPA)和均苯四甲酸二酐通过两步法制备出6种含氟聚酰亚胺(PI),对其溶解性、热性能和光学性能进行研究.这些PI具有较好的溶解性,且具有良好的热稳定性;ODPA基PI在可见光波长范围具有优良的透明性,450 nm处的透光率超过80%.     

二苄基一氯化锡氨荒酸酯的合成与表征

合成了13个新的二苄基氯化锡氨荒酸酯化合物(PhCH_2)_2Sn(Cl)S_2CNRR＇。利用元素分析、UV.IR.H NMR谱和TG-DTA表征了它们的结构 初步生物活性研究表明,有些化合物表现出体外抑制白细胞P_(388)生长的活性。     

静电纺丝复合反渗透膜的改性制备与脱盐性能

利用静电纺丝技术在无纺布上制备PET纳米纤维膜, 并用交联壳聚糖对其进行改性得到壳聚糖改性纳米纤维复合膜. 以间苯二胺(MPD)和均苯三甲酰氯(TMC)为单体, 采用界面聚合法在壳聚糖改性纳米纤维复合膜的表面制备聚酰胺分离层, 得到新型静电纺丝纳米纤维基复合反渗透膜. 新型复合反渗透膜具有典型的聚酰胺复合反渗透膜的表面脊-谷结构. 从膜的表面形貌、 亲水性、 分离性能等3个方面对水相MPD溶液中阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)的含量对膜结构和性能的影响进行了系统研究. 结果表明, SDBS的含量对膜形态结构的均匀性和亲水性有一定影响, 且随着SDBS含量的增加, 膜的脱盐率先增大后减小, 而通量小幅度上升后, 先减小后增大, 呈现规律性变化.     

水和盐分子在反渗透膜内扩散过程的分子模拟

采用分子动力学模拟方法研究了水和盐分子(NaCl, MgCl2, CaSO4, K2SO4)在8种反渗透复合膜中的扩散状态及扩散系数. 并对膜材料的结构单体与水和盐分子在膜内扩散系数相关性进行了分析与讨论. 在所模拟的8种膜内, 随着膜种类的不同, 水分子在其中的扩散系数有明显的变化, 且扩散系数的变化规律与实验所得到的膜的水通量一一对应. NaCl分子中的Na+和Cl-在膜内的扩散速率不一致, 其扩散系数值在同种膜中相差较大, 且当盐分子单独存在时, 制约其在膜内扩散过程的离子只与膜种类有关, 与盐分子本身无关. 在同种膜中, 水分子的扩散过程不受体系中盐分子类型的影响.     

添加共试剂改善聚酰胺复合反渗透膜的性能

将N,N′-二甲基乙酰胺(DMAc)作为共试剂添加在间苯二胺水溶液中参与界面聚合反应, 以改善聚酰胺复合反渗透膜(PA-RO-x, x代表添加DMAc的质量分数)的性能. X射线光电子能谱(XPS)和衰减全反射傅里叶红外光谱(ATR-FTIR)分析表明, 随着DMAc含量的增加, 复合膜结构中交联聚酰胺含量相对于线性羧基部分有所增加; 场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和原子力显微镜(AFM)表征结果显示, 随着DMAc含量的增加, 膜表面的粗糙程度逐渐增大; 静态水接触角测试结果表明, 添加DMAc后, 膜的亲水性增强. 结合上述测试结果发现, 添加DMAc可以有效降低水油两相的不相溶性, 提高水相中间苯二胺向正己烷中扩散的速率, 这有助于加快间苯二胺与均苯三甲酰氯反应; 同时, 聚酰胺结构中交联酰胺含量的增加可以提供更多的氢键位点, 有助于水分子快速渗透通过复合膜而不损失截盐率; 膜表面的粗糙程度变大, 有助于提高水通量. 在2 g/L的氯化钠溶液和1.6 MPa测试压力条件下, PA-RO-5.2(DMAc添加质量分数为5.2%)的渗透通量和截盐率分别为66.1 L/(m²·h)和98.7%, 与未添加DMAc的聚酰胺复合反渗透膜相比, 通量增加115%, 截盐率仅下降0.9%.     

Studies on the Diisocyanate-Modified Polyvinyl Alcohol Reverse Osmosis Membranes

The hydroxyl group in polyvinyl alcohol (PVA) membranes had been partially reacted with diisocyanates such as 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (MDI) or the prepolymers containing different functional groups. The transport properties toward water and salt and the stress-strain properties of these modified membranes were investigated. The results showed an improvement in salt rejection and a considerable increase in the wet strength of the modified membrane. The water absorption and permeabilities of these modified membranes depended largely upon the functional groups introduced into them.     

反渗透膜UTC-70在水溶液中的介电谱及其解析

根据平面层状体系介电弛豫理论研究了反渗透膜UTC-70在各种浓度氯化钠和氯化钾溶液中的介电弛豫行为.利用计算机拟合的方法得到膜/溶液体系的介电参数,并由此计算得到了UTC-70膜相和水溶液相的相参数,获得了反映反渗透膜UTC-70荷电情况的信息及其与电解质溶液浓度的关系,介电解析的结果解释了介电弛豫的产生机制.     

基于海水淡化的正渗透膜分离技术的发展

近年来,水资源危机日益加重。在海水淡化技术中,与反渗透分离技术相比,正渗透分离技术作为一种低能耗、绿色的解决方案,具有明显优势,在国际上得到了广泛的重视,是膜分离技术的研究热点之一。本文从正渗透膜材料结构与性能关系的角度,对膜材料的最新进展进行了综述,同时分析了汲取液的常见类型,并简述了正渗透分离技术的新应用,展望了其未来的发展前景。     

Preparation,structure characteristics and separation properties of thin-film composite polyamide-urethane seawater reverse osmosis membrane

A novel thin-film composite (TFC) seawater reverse osmosis membrane was developed by the interfacial polymerization of 5-chloroformyloxyisophthaloyl chloride (CFIC) and metaphenylenediamine (MPD) on the polysulphone supporting membrane. The performance of the TFC membrane was optimized by studying the preparation parameters, which included the reaction time, pH of the aqueous-MPD solution, monomer CFIC concentration, additive isopropyl alcohol content in aqueous solution, curing temperature and time. The reverse osmosis performance of the resulting membrane was evaluated through permeation experiment with synthetic seawater, and the structure of the novel membrane was characterized by using SEM, AFM and XPS. Furthermore, the separation properties of the TFC membrane were tested by examining the reverse osmosis performances of various conditions, the boron rejection performance and the long-term stability. The results show that the desired TFC seawater reverse osmosis membrane has a typical salt rejection of 99.4% and a flux of about 35 L/m² h for a feed aqueous solution containing 3.5 wt.% NaCl at 5.5 MPa, and an attractive boron rejection of more than 92% at natural pH of 7–8; that the novel seawater reverse osmosis membrane appears to comprise a thicker, smoother and less cross-linking film structure. Additionally, the TFC membrane exhibits good long-term stability.     

Separate and Concentrate Lactic Acid Using Combination of Nanofiltration and Reverse Osmosis Membranes

The processes of lactic acid production include two key stages, which are (a) fermentation and (b) product recovery. In this study, free cell of Bifidobacterium longum was used to produce lactic acid from cheese whey. The produced lactic acid was then separated and purified from the fermentation broth using combination of nanofiltration and reverse osmosis membranes. Nanofiltration membrane with a molecular weight cutoff of 100–400 Da was used to separate lactic acid from lactose and cells in the cheese whey fermentation broth in the first step. The obtained permeate from the above nanofiltration is mainly composed of lactic acid and water, which was then concentrated with a reverse osmosis membrane in the second step. Among the tested nanofiltration membranes, HL membrane from GE Osmonics has the highest lactose retention (97 ± 1%). In the reverse osmosis process, the ADF membrane could retain 100% of lactic acid to obtain permeate with water only. The effect of membrane and pressure on permeate flux and retention of lactose/lactic acid was also reported in this paper.