纳米复合膜在膜分离领域的研究进展

基于纳米材料的独特性质,将其引入高分子膜所制得的纳米复合滤膜有望解决目前制约膜技术发展的"上限平衡"问题。本文综述了碳纳米管、石墨烯、SiO2、TiO2、分子筛、ZrO2以及纳米银颗粒等纳米复合膜在膜分离领域的研究进展。这些纳米材料对于提高复合膜的机械稳定性、亲水性、选择性、渗透性及抗污染能力等有显著的效果。此外,对纳米复合膜的发展与应用做了展望,也对其研究中存在的问题和解决方法进行了阐述。     

静电纺丝纳米纤维在膜分离中的研究进展

静电纺丝纳米纤维由于自身独特的结构和优越的性能,已经引起人们的广泛关注,尤其是在能源、环境等领域中的应用具有潜在的价值。当前,静电纺丝纳米纤维在膜分离方面的研究及应用已经成为新材料功能化的热点之一。静电纺丝纳米纤维在膜分离领域,尤其在水处理、亲和膜分离和空气过滤方面,可以有效的提高分离效率,降低过程中的能耗,使得膜分离技术能够得到更广泛的应用。本文介绍了其在水处理、亲和膜分离和空气过滤等方面的最新研究进展,最后指出了尚待解决的问题,并对其未来做了展望。     

用自组装法制备聚合物纳米复合膜

文章比较了自组装法（ｓｅｌｆ－ａｓｓｅｍｂｌｙ,ＳＡ）与Ｌａｎｇｍｕｉｒ－Ｂｌｏｄｇｅｔｔ技术（ＬＢ）及其它方法在制备聚合物纳米复合膜时的优劣。ＳＡ法由于操作简单、膜的结构稳定性较高,因此较ＬＢ技术等具有更大的实用价值。利用ＳＡ法,可以制备各种有机聚电解质与其带相反电荷的有机聚电解质、粘土化合物及无机纳米颗粒等组成的聚合纳米复合膜。     

PVA纳米填充复合膜阻燃行为进展

聚乙烯醇(PVA)膜具有出色的生物相容性及生物降解性,良好的机械性能以及优异的阻隔性等优点,被广泛用在抗菌抑菌、柔性光电器件、气体阻隔等多个领域。然而,其具有极易被引燃且在燃烧过程中会释放不饱和醛酮类有毒气体等问题,导致在使用过程中产生较大安全隐患,限制了其广泛应用,需要将其制成复合材料以提升其阻燃性能。近年来,无卤纳米阻燃材料在PVA阻燃复合膜中发展较为突出,低负载量的纳米阻燃PVA复合膜即可显著提升阻燃效果。其中阻燃填料不同的微观形貌及不同元素阻燃体系对膜的阻燃效果存在差异。因此,本文依据PVA膜无机类纳米阻燃填料微观形貌及阻燃体系,从二维(金属氢氧化物系、磷系、碳系、陶瓷及黏土体系)和非二维纳米材料概述了PVA复合膜阻燃的发展现状与阻燃机制,并展望了PVA复合膜阻燃的发展趋势。     

钯复合膜的研究进展

钯复合膜具有很高的透氢选择性以及良好的化学和热稳定性,一直是膜技术领域的研究热点。本文综述了近年来在钯复合膜透氢机理、钯膜制备方法以及钯膜反应器等方面的研究进展;着重讨论了近3年来钯复合膜制备方法的新进展,包括超临界条件下制备钯复合膜的新技术等内容;总结了钯复合膜在脱氢、部分氧化以及耦合反应过程中应用的一些代表性工作,并对钯复合膜制备与应用的发展趋势进行了展望。     

纳米TiO2/丝素复合膜的制备

探讨了纳米TiO2在丝素溶液中的分散条件,在此基础上制备了纳米TiO2/丝素复合膜,并用原子力显微镜(AFM)和扫描电子能谱(EDS)对复合膜进行了表征。实验结果表明,制膜方法较为合理。当以有机物A为分散剂,纳米TiO2含量为1/1000时,其以粒径50 nm左右均匀地分散于复合膜中。     

Q-CdS/聚合物纳米复合膜的制备与荧光性能

采用配位化学合成原理 ,分离制备出颗粒尺寸小于 10nm的单分散性的Q态CdS(Q CdS)纳米粒子 ,将Q CdS纳米粒子与聚合物复合成膜 ,制备出一系列Q CdS 聚合物纳米复合膜 .用紫外可见吸收光谱与透射电镜研究了纳米复合膜的量子尺寸效应和分散性 .通过荧光光谱探讨了不同聚合物基体材料和不同Q CdS含量的纳米复合膜的荧光发光性能 .结果表明 ,一方面这种以聚合物为基体的纳米复合膜 ,由于聚合物与Q CdS之间的相互作用 ,使纳米复合膜表现出与单一相组分完全不同的特征荧光发射峰 ;另一方面 ,随着纳米复合膜中Q CdS含量的不断增大 ,纳米复合膜的荧光强度不断增强 ,在一定浓度时达到最大值 .     

界面控制与复合膜的性能

以反渗透复合膜和气体分离用复合膜为例,介绍了复合膜中存在的界面现象,提出了界面控制影响复合膜性能的五个可能因素：界面粗糙度及其分布,界面极性与非极性,界面官能团与化学元素组成,界面荷电性和界面结合能,并对界面控制影响复合膜性能的机理和规律作出一一定的理论分析和预测。     

TiO2/聚丙烯酸丁酯纳米复合膜的制备及摩擦性能

二氧化钛;TiO2/聚丙烯酸丁酯纳米复合膜的制备及摩擦性能     

渗透汽化复合膜*

渗透汽化是膜科学研究中最活跃的领域之一,在分离液体混合物,尤其是痕量、微量物质的移除,近、共沸物质的分离等方面有独特优势。介绍了渗透汽化膜的种类和复合膜的制备方法。按渗透汽化三大分离体系,即从水相中分离有机物、有机液脱水和有机混合液的分离,综述了近几年渗透汽化复合膜的研究进展。最后,指出了制约其发展的问题和未来发展方向,并对渗透汽化复合膜的应用前景进行了展望。     

气体分离膜研究进展

全面综述了近几年气体分离膜研究的最新进展,主要包括气体分离膜材料、制膜方法、表征方法三个方面。     

用于CO2分离的混合基质膜中填充剂的研究进展

高效、绿色和低能耗的CO_2捕集技术是解决能源气体净化和温室气体减排问题的关键。膜分离技术以其高效、节能、低碳等特点在CO_2捕集领域具有潜在的发展前景。目前,CO_2分离膜的研究主要集中在混合基质膜内的填充剂,通过调控填充剂解决膜内渗透性和选择性间的"博弈"效应。近年来,研究者们发现填充剂通常是影响混合基质膜分离性能的关键因素,采用不同的填充剂可改善混合基质膜的气体分离性能。基于此,本文对目前已经开发出的填充剂进行了归纳总结,以便为设计开发新型混合基质膜用于CO_2分离提供参考。     

抗污染高分子分离膜研究进展

高分子分离膜已广泛应用于水处理、食品、生物医药等领域。然而,常用的膜材料如聚醚砜(PES)、聚砜(PSf)、聚偏氟乙烯(PVDF)等容易吸附蛋白质和微生物形成膜污染,进而影响膜的性能和使用寿命。膜污染尤其是膜的生物污染成为限制膜广泛应用的主要瓶颈之一。本文从亲水改性、抗菌改性及亲水抗菌双功能改性三方面综述了控制膜污染的研究进展和现状,并对其未来发展方向进行了展望。     

改性超滤膜技术在水处理中的应用研究进展

膜技术由于其兼具较好的处理效果和较小的环境影响的特点,在水处理领域的应用前景广阔,其中超滤膜因其抗污染能力强、使用寿命长的特点广泛应用于水处理中。本文针对不同的应用场景总结梳理了聚偏氟乙烯超滤膜、TiO₂管式复合超滤膜、聚醚砜超滤膜这三种常见的超滤膜材料的改性方法和改性膜特点,讨论了这些改性膜材料在水处理过程中的应用现状和亟需解决的问题,以期为膜处理技术中的发展和应用提供科学支撑和理论依据。     

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。     

Micro and Nanoporous Membrane Platforms for Carbon Neutrality: Membrane Gas Separation Prospects

Recently, carbon neutrality has been promoted as a potentially practical solution to global CO₂ emissions and increasing energy-consumption challenges. Many attempts have been made to remove CO₂ from the environment to address climate change and rising sea levels owing to anthropogenic CO₂ emissions. Herein, membrane technology is proposed as a suitable solution for carbon neutrality. This review aims to comprehensively evaluate the currently available scientific research on membranes for carbon capture, focusing on innovative microporous material membranes used for CO₂ separation and considering their material, chemical, and physical characteristics and permeability factors. Membranes from such materials comprise metal-organic frameworks, zeolites, silica, porous organic frameworks, and microporous polymers. The critical obstacles related to membrane design, growth, and CO₂ capture and usage processes are summarized to establish novel membranes and strategies and accelerate their scaleup.     

膜分离技术及其在医药行业中的应用

介绍了膜分离技术在中药制剂、维生素C的制备、抗生素的提炼、医药用水的制备等医药行业中的应用。     

Nanocomposite membranes for organic solvent nanofiltration

Organic solvent nanofiltration (OSN) is a molecular separation method which offers a sustainable and reliable solution compared to the conventional energy-intensive separation processes. OSN can be successfully applied to several applications, such as food, pharmaceutical, petrochemical and fine-chemical industries. Current research on OSN membranes mainly focuses on polymeric materials due to the ease of processing, controlled formation of pores, lower fabrication costs and higher flexibility as compared with inorganic materials. However, there are some limitations for the polymeric membranes which can be partially surmounted by adding nanoscale fillers into the polymeric matrix to make nanocomposite membranes. This review aims to comprehensively evaluate and report the advances in nanocomposite membranes prepared by using either different nanoscale fillers or various fabrication methods for OSN applications. Nanoparticles that will be discussed include metal-organic framework, graphene oxide, carbon nanotubes, silica, titanium, gold, zeolite and other fillers. The incorporation of these nanoscale fillers into the polymeric membranes can positively influence the mechanical strength, chemical and thermal stability, hydrophilicity, solute selectivity and solvent permeance. This study may provide helpful insights to develop next-generation of OSN membranes for years to come.     

石墨烯及氧化石墨烯对分离膜改性的方法、效能和作用机理

石墨烯及氧化石墨烯由于其独有的性质在分离膜领域引起广泛关注。本文综合分析了石墨烯及氧化石墨烯在分离膜改性方面的几种典型应用,即共混膜、多孔石墨烯膜和层状排列氧化石墨烯膜,并结合其制备方法、效能和作用机理进行阐述。结果表明,相转化法制备的共混膜可以提高膜通量和截留率、增加膜的亲水性并有效抑制膜污染,但是其并不能充分发挥氧化石墨烯独有的结构和性能优势,具有一定的局限性;层薄和机械性能强的完美结合使石墨烯可以通过打孔形成分离性能较好的多孔石墨烯膜,但是制备大片石墨烯的难度和不成熟的打孔技术限制了其进一步发展;而层状排列的氧化石墨烯膜可充分发挥氧化石墨烯材料的特性,以层间间距作为主要运输通道有利于充分发挥氧化石墨烯高输运速率的优点和高选择性的特性,为开创下一代高通量、高选择性、强抗污染性的高性能分离膜提供了重要思路。     

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。