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Bicontinuous porous membranes with micro-nano composite structure using a facile atomization-assisted nonsolvent induced phase separation method

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Frontiers of Chemical Science and Engineering 2022年第8期16卷 1268-1280页

作者： Jing Wang guoyuan pan Yu Li Yang Zhang Hongwei Shi Xuanbo Liu Hao Yu Muhua Zhao Yiqun Liu Changjiang Wu College of Materials Science and Engineering Beijing University of Chemical TechnologyBeijing 100029China SINOPEC Beijing Research Institute of Chemical Industry Beijing 100013China

The micro-nano composite structure can endow separation membranes with special surface properties,but it often has the problems of inefficient preparation process and poor structural *** this work,a novel atomization-assisted nonsolvent induced phase separation method,which is also highly efficient and very simple,has been *** using this method,a bicontinuous porous microfiltration membrane with robust micro-nano composite structure was obtained via commercially available polymers of polyacrylonitrile and *** formation mechanism of the micro-nano composite structure was *** microphase separation of polyacrylonitrile and polyvinylpyrrolidone components during the atomization pretreatment process and the hydrogen bonding between polyacrylonitrile and polyvinylpyrrolidone molecules should have resulted in the nano-protrusions on the membrane *** membrane exhibits superhydrophilicity in air and superoleophobicity *** membrane can separate both surfactant-free and surfactant-stabilized oil-in-water emulsions with high separation efficiency and permeation *** excellent antifouling property and robust microstructure,the membrane can easily be recycled for long-term ***,the scale-up verification from laboratory preparation to continuous production has been *** simple,efficient,cost-effective preparation method and excellent membrane properties indicate the great potential of the developed membranes in practical applications.

关键词： atomization nonsolvent induced phase

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助剂对铬系聚乙烯长链支化结构的影响

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石油化工 2023年第5期52卷 672-678页

作者：郭敏潘国元张杨刘轶群中石化(北京)化工研究院有限公司北京100013

研究了抗氧剂、过氧化物、加工气氛对Unipol工艺基于铬系催化剂生产的聚乙烯分子结构的影响规律。采用FTIR,GPC等方法对试样进行表征。实验结果表明,减少抗氧剂添加量、延长加工时间有利于高密度聚乙烯(HDPE)中长支链的生成;随着过氧化... 详细信息

研究了抗氧剂、过氧化物、加工气氛对Unipol工艺基于铬系催化剂生产的聚乙烯分子结构的影响规律。采用FTIR,GPC等方法对试样进行表征。实验结果表明,减少抗氧剂添加量、延长加工时间有利于高密度聚乙烯(HDPE)中长支链的生成;随着过氧化物添加量的增加,HDPE的加工扭矩、凝胶含量、反式亚乙烯基含量均增加,而熔体流动速率及端乙烯基含量则降低;随加工气氛中氧气含量的增加,加工扭矩、反式亚乙烯基含量、长链支化度均增加,而端乙烯基含量则降低;延长加工时间、提高加工温度、降低抗氧剂添加量、提高氧气浓度、添加过氧化物等加工方式均可提高加工过程中聚乙烯熔体产生的自由基含量。

关键词：铬系聚乙烯助剂长支链自由基

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聚丙烯腈平板膜对亚甲基蓝的吸附性能与机理研究

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石油化工 2023年第1期52卷 68-74页

作者：王静张杨潘国元刘轶群北京化工大学材料科学与工程学院北京100029 中国石化北京化工研究院北京100013

采用雾化辅助非溶剂诱导相分离法制备了聚丙烯腈(pan)平板膜,利用1H NMR,SEM以及比表面积、吸附性能测试等方法对pan平板膜的微观形貌及性能进行了表征。表征结果显示:pan平板膜经雾化预处理后微观结构和比表面积均发生了变化,进而影响... 详细信息

采用雾化辅助非溶剂诱导相分离法制备了聚丙烯腈(pan)平板膜,利用1H NMR,SEM以及比表面积、吸附性能测试等方法对pan平板膜的微观形貌及性能进行了表征。表征结果显示:pan平板膜经雾化预处理后微观结构和比表面积均发生了变化,进而影响到膜对亚甲基蓝的吸附能力;随着雾化预处理时间的延长,pan平板膜对亚甲基蓝的平衡吸附量由53 mg/g增至117 mg/g,提高了2.2倍;动力学模型拟合结果表明,pan平板膜对亚甲基蓝的吸附是物理吸附和化学吸附共同作用的;吸附-脱附实验结果证明,pan平板膜对亚甲基蓝有良好的循环吸附能力。制备简单、成本低廉、循环使用性能好的pan平板膜能有效地处理亚甲基蓝的污染问题。

关键词：聚丙烯腈吸附亚甲基蓝机理

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雾化辅助非溶剂诱导相分离法制备聚丙烯腈平板膜

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石油化工 2022年第12期51卷 1426-1431页

作者：王静潘国元赵国珂刘轶群北京化工大学材料科学与工程学院北京100029 中国石化北京化工研究院北京100013

采用增加雾化预处理的步骤优化了传统非溶剂诱导相分离制膜方法,利用SEM以及接触角、平均孔径、体积孔隙率及纯水通量测试等方法对制得的聚丙烯腈(pan)平板膜的微观形貌及性能进行表征。实验结果表明,雾化预处理的增加引起了pan平板膜... 详细信息

采用增加雾化预处理的步骤优化了传统非溶剂诱导相分离制膜方法,利用SEM以及接触角、平均孔径、体积孔隙率及纯水通量测试等方法对制得的聚丙烯腈(pan)平板膜的微观形貌及性能进行表征。实验结果表明,雾化预处理的增加引起了pan平板膜微观结构变化,随着雾化预处理时间的延长,膜平均孔径由22.3 nm增至503.3 nm,孔隙率由49.3%增至77.9%;pan平板膜表面的亲水性逐渐提高,接触角由58.6°降至29.1°,纯水通量由0.1 MPa下的627 L/(m^(2)·h)增至40kPa下的5 093 L/(m^(2)·h)。该方法是一种简单、快速、易于工业化制备、无需添加剂的膜微观结构调控方法。

关键词：雾化预处理非溶剂诱导相分离聚丙烯腈双连续网络孔结构

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界面聚合法制备耐酸纳滤膜的研究进展

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水处理技术 2023年第11期49卷 1-7页

作者：赵国珂张杨潘国元刘轶群中石化(北京)化工研究院有限公司北京100013

强酸性环境中的分离过程在实际的工业生产中十分常见,纳滤分离技术具有效率高、能耗低、安全环保等优点,但是以聚酰胺为分离层材料的商品纳滤膜在强酸性环境中将发生降解,截留性能显著恶化。总结了近年来采用界面聚合法制备耐酸复合纳... 详细信息

强酸性环境中的分离过程在实际的工业生产中十分常见,纳滤分离技术具有效率高、能耗低、安全环保等优点,但是以聚酰胺为分离层材料的商品纳滤膜在强酸性环境中将发生降解,截留性能显著恶化。总结了近年来采用界面聚合法制备耐酸复合纳滤膜的研究进展,主要包括聚磺酰胺类、聚(三嗪)胺类和聚脲类复合纳滤膜,深入讨论了上述膜材料耐酸性提升的机理,分析了耐酸膜材料的结构设计规律,在此基础上提出了该领域的核心问题和发展方向,旨在为高性能耐酸复合纳滤膜的开发提供有益参考。

关键词：耐酸复合纳滤膜膜分离界面聚合 pH稳定性

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镁锂分离纳滤膜的研究进展

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膜科学与技术 2023年第1期43卷 154-164页

作者：赵国珂潘国元张杨于浩赵慕华唐功庆刘轶群中石化(北京)化工研究院有限公司北京100013

随着锂电池行业的快速发展和广泛应用,全球锂资源消耗量逐年增大,节能高效的提锂技术日益受到关注.Mg^(2+)和Li^(+)的分离是盐湖卤水提锂工艺中最具难度的环节,纳滤膜可有效降低盐湖卤水中的镁锂比,在盐湖卤水提锂领域具有良好的应用前... 详细信息

随着锂电池行业的快速发展和广泛应用,全球锂资源消耗量逐年增大,节能高效的提锂技术日益受到关注.Mg^(2+)和Li^(+)的分离是盐湖卤水提锂工艺中最具难度的环节,纳滤膜可有效降低盐湖卤水中的镁锂比,在盐湖卤水提锂领域具有良好的应用前景.本文总结了近年来商品纳滤膜用于镁锂分离的研究进展,梳理了操作参数对膜性能的影响,深入讨论针对镁锂分离的荷正电纳滤膜的设计与制备,在此基础上,提出该领域的核心问题和发展方向,旨在为推动膜法盐湖提锂的实际应用提供参考.

关键词：镁锂分离纳滤膜荷正电膜分离盐湖提锂

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含羧基侧基的聚芳醚砜平板超滤膜的制备及其性能研究

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石油化工 2013年第6期42卷 661-665页

作者：张杨严昊潘国元郭敏刘轶群中国石化北京化工研究院北京100013

以双酚酸和4,4′-二氯二苯砜为原料制备了含羧基侧基的聚芳醚砜(C-PAES),利用1HNMR方法对C-PAES的结构进行了表征。以C-PAES为功能层材料,无纺布为支撑层,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为添加剂,采用相转化法制备了C-PAES超滤膜。SEM表征结果显示... 详细信息

以双酚酸和4,4′-二氯二苯砜为原料制备了含羧基侧基的聚芳醚砜(C-PAES),利用1HNMR方法对C-PAES的结构进行了表征。以C-PAES为功能层材料,无纺布为支撑层,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为添加剂,采用相转化法制备了C-PAES超滤膜。SEM表征结果显示,C-PAES超滤膜表面为无缺陷、较致密的皮层结构,内部为多孔亚层结构。研究了C-PAES超滤膜中PVP含量对其性能的影响。实验结果表明,当PVP含量为5.0%(w)时,C-PAES超滤膜的纯水通量为230.0L/(m2·h);当PVP含量为10.0%(w)时,C-PAES超滤膜对牛血清白蛋白的截留率达97.2%。

关键词：双酚酸 4,4′-二氯二苯砜聚芳醚砜超滤膜

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石墨烯基材料在CO_(2)分离膜领域的研究进展

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化工进展 2022年第11期41卷 5896-5911页

作者：赵国珂潘国元张杨于浩赵慕华唐功庆刘轶群中国石化北京化工研究院北京100013

节能高效的CO_(2)分离技术的开发具有重要的现实及长远意义,膜法CO_(2)分离在该领域备受关注,具有优异传质特性的新型分离膜材料对膜分离过程有决定性的影响。近年来,石墨烯及其衍生材料因独特的单原子层厚度、亚纳米级别的孔道结构以... 详细信息

节能高效的CO_(2)分离技术的开发具有重要的现实及长远意义,膜法CO_(2)分离在该领域备受关注,具有优异传质特性的新型分离膜材料对膜分离过程有决定性的影响。近年来,石墨烯及其衍生材料因独特的单原子层厚度、亚纳米级别的孔道结构以及优异的机械、化学和热稳定性,成为气体分离膜领域的研究热点,膜的加工难度、技术成本、大面积制备、工作稳定性等问题是限制其实际应用的关键因素。石墨烯基CO_(2)分离膜主要有三种形式:纳米孔石墨烯膜、层状结构氧化石墨烯膜、基于石墨烯及其衍生材料的混合基质膜。本文综述了石墨烯基CO_(2)分离膜领域的突破性研究进展,重点介绍了气体的跨膜传质机理和膜的构性关系,总结了膜性能的优化思路和原理,梳理了石墨烯基CO_(2)分离膜发展面临的挑战,提出了潜在的研究方向。分析表明,进行系统的理论研究,采用先进的表征手段,以建立膜构性关系的理论模型,指导膜结构设计是未来研究的重点。此外,进一步降低膜加工成本,充分研究膜在实际工作环境中的稳定性也至关重要。

关键词：二维材料二氧化碳分离界面调控混合基质膜

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纳米银在水处理膜中的应用进展

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化工进展 2016年第7期35卷 2114-2120页

作者：秦龙鑫潘国元张杨严昊徐建郭敏刘轶群中国石油化工股份有限公司北京化工研究院北京100013

水处理膜是具有选择性分离功能的材料,利用水处理膜的选择性分离可实现污水的不同组分的分离、纯化、浓缩。基于纳米银的独特性质,将其引入水处理膜可使纳米银复合膜具有较强的抗生物污染能力。本文综述了近年来将纳米银引入应用较广泛... 详细信息

水处理膜是具有选择性分离功能的材料,利用水处理膜的选择性分离可实现污水的不同组分的分离、纯化、浓缩。基于纳米银的独特性质,将其引入水处理膜可使纳米银复合膜具有较强的抗生物污染能力。本文综述了近年来将纳米银引入应用较广泛的微滤膜、超滤膜和纳滤膜以及反渗透膜这些水处理膜中以改善膜的抗污染性能的研究进展。此外,指出了提高纳米银水处理复合膜抗菌的持续性以及开发环境友好型的复合膜是未来的发展方向。

关键词：纳米银水处理膜抗污染超滤纳滤膜

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易加工LLDPE的性能及生产方法

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合成树脂及塑料 2010年第3期27卷 81-84页

作者：苗壮郭敏袁伟衡潘国元刘轶群中国石油化工股份有限公司北京化工研究院北京100013

介绍了易加工线型低密度聚乙烯(LLDPE)的性能特点。综述了制备易加工LLDPE的方法,包括:通过设计聚合催化剂生成具有长支链结构的LLDPE;通过控制聚合工艺或催化剂形成双峰或宽峰分布的LLDPE;通过后加工改性改善LLDPE的加工性能等。

关键词：线型低密度聚乙烯易加工长支链双峰分布生产方法

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