等离子体聚合及其聚合物的应用

本文着重综述了烃,含氮、氧的有机化合物,碳氟化合物以及有机硅化合物的等离子体聚合。同时还系统地介绍了等离子体聚合物在制备反渗透膜、分离膜、材料表面的涂层等方面的国内外的最新研究成果。     

羟丙基醋酸纤维素的合成及其膜的反渗透性

研究了羟丙基纤维素和羟丙基醋酸纤维素的合成。制备羟丙基纤维素的较佳反应温度为40℃左右和2小时或稍长,羟丙基含量随环氧丙烷浓度的增加而增加。在制备羟丙基醋酸纤维素时,随羟丙基含量的增加,所需醋化和水解的时间减少。以甘油-正丙醇或磷酸为添加剂,丙酮为溶剂经30～60s蒸发后制得了羟丙基醋酸纤维素反渗透膜。后者在20kg/cm~2下对氯化钠脱盐率可达95～98％,水通量1.0～2.1mL/cm~2·h,其使用温度上限比醋酸纤维素反渗透膜提高10℃以上。     

反渗透膜的研究进展

反渗透膜过滤技术是一种高效、低能和易操作的液体分离技术,比传统的水处理方法效果好,可实现海水淡化、废水的循环利用及对有用物质有效回收。本文综述了国内外反渗透膜的研究进展,介绍了膜组件的类型、制备中空纤维膜的材料以及研究机构;重点阐述了复合膜的制备方法、界面聚合制膜工艺、制备复合膜的功能单体、功能单体对反渗透膜性能的影响以及反渗透膜的改性方法。最后针对国内反渗透膜的研究现状,提出了几点建议。     

单体结构对聚酰胺类复合膜分离性能的影响

采用间苯二甲酰氯、均苯三甲酰氯、均苯四甲酰氯分别与间苯二胺、乙二胺、哌嗪在耐高温杂萘联苯聚醚砜酮(PPESK)超滤膜表面进行界面聚合,制备了7种具有不同功能层结构的新型超薄复合膜.采用红外、X射线衍射、原子力显微镜等测试手段对复合膜结构进行表征,测试了7种复合膜对0·2%的Na2SO4水溶液,0·2%NaCl水溶液的分离性能,分析了单体结构与复合膜分离性能的关系.     

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。     

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.     

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.     

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.     

直径大于2nm的(15, 15)碳纳米管的仿生生物改性及其脱盐行为的分子模拟

模仿水通道蛋白结构在直径大于2 nm的(15, 15)的碳纳米管内壁添加不同数量的―NH₃⁺和―COO^-,并结合端口改性建立连续的碳纳米管膜模型,利用分子动力学模拟方法研究了水以及Na⁺和Cl^-在碳纳米管中的通量、密度分布和离子进入碳纳米管的平均力势。结果表明,在200 MPa压力下,对碳纳米管进行内壁和端口改性可以在保持较高水通量基础上显著提高碳纳米管的截盐作用。当在(15, 15)碳纳米管内壁添加5对―COO^-和―NH₃⁺基团或内壁添加4对―COO^-和―NH₃⁺且端口添加1对时, Cl^-截盐率可达到100%, Na⁺的截盐率达到88%。改性(15, 15)碳纳米管的最小水通量仍是未改性(8, 8)碳纳米管的4.6倍。     

反渗透膜前预处理工艺去除渗滤液中DOM的光谱分析

考查反渗透(RO)膜处理渗滤液前所采用的预处理工艺对致膜有机污染物的去除效果,为RO膜预处理工艺的选择提供参考,采用同步荧光光谱、三维荧光光谱、紫外-可见全光谱对某垃圾焚烧厂渗滤液原液及其经“生化(UASB+A/O)+超滤”预处理工艺各级出水进行不同分子量分布区间的分析。同步荧光光谱表明,预处理工艺总体能有效去除波长在250～320 nm各分子量区间的以及波长>320 nm、分子量>1KDa的DOM;三维荧光光谱表明,预处理工艺总体能有效去除低激发波长类酪氨酸、低激发波长类色氨酸及高激发波长类色氨酸及分子量>1KDa的类富里酸和高激发波长类酪氨酸;紫外-可见全光谱表明,预处理工艺总体能有效去除分子量>1KDa带π—π*跃迁的DOM和各分子量区间的带多个共轭体系苯环结构的DOM。结果显示,将“生化(UASB+A/O)+超滤”组合工艺作为RO膜法处理焚烧厂渗滤液的预处理工艺时,还需加强同步荧光范围>320 nm、分子量<1 KDa、带π—π*跃迁的类富里酸及高激发波长类酪氨酸的去除。