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基于MXene中间层的复合纳滤膜制备及其盐水分离性能研究

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水处理技术 2023年第1期49卷 37-40,45页

作者：徐舜开周准柳斌湖南大学土木工程学院湖南长沙410082

通过湿法化学刻蚀得到单层MXene纳米片后,采用旋涂法将MXene纳米片负载至基膜上作为中间层制备聚酰胺复合纳滤膜,并探讨了MXene不同负载浓度对复合纳滤膜通量及盐截留性能的影响。结果表明引入MXene作为中间层,使得圆泡状形貌在所得膜... 详细信息

通过湿法化学刻蚀得到单层MXene纳米片后,采用旋涂法将MXene纳米片负载至基膜上作为中间层制备聚酰胺复合纳滤膜,并探讨了MXene不同负载浓度对复合纳滤膜通量及盐截留性能的影响。结果表明引入MXene作为中间层,使得圆泡状形貌在所得膜表面形成,当旋涂1 mL浓度为0.1 g/L MXene时,通量为24.2 L/(m^(2)·h),硫酸钠截留率为97.4%,相比传统膜(通量12.9 L/(m^(2)·h),硫酸钠截留率96.3%)性能提升明显。随着MXene旋涂负载浓度增加,通量逐渐减小,而硫酸钠截留率则存在先增加后减小再稳定的趋势,截留率最高可达98.8%(通量16.3 L/(m^(2)·h))。

关键词： MXene 中间层旋涂复合纳滤膜

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SGO改性复合纳滤膜的制备及分盐性能

环境科学 2019年第2期40卷 724-729页

作者：张彦君张少峰赵长伟王军河北工业大学化工学院天津300130 中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室北京100085

近年来,水资源短缺,水源污染严重,国家对水处理末端的资源化利用提出了更高的要求,分盐过程也受到越来越多的关注.纳滤膜表面通常带有电荷,可以选择性地透过不同价态的离子.基于纳滤膜表面电荷特性不同,为很好地实现盐的分离,将制备的... 详细信息

近年来,水资源短缺,水源污染严重,国家对水处理末端的资源化利用提出了更高的要求,分盐过程也受到越来越多的关注.纳滤膜表面通常带有电荷,可以选择性地透过不同价态的离子.基于纳滤膜表面电荷特性不同,为很好地实现盐的分离,将制备的带有磺酸基团的氧化石墨烯引入到纳滤膜材料中,采用界面聚合法,制备了SGO改性复合纳滤膜. Zeta电位分析表明所制备的复合纳滤膜表面的电荷比不添加SGO的纳滤膜更负;红外光谱分析中酯基基团特征峰的出现表明磺酸基团参与了聚合反应; SEM结构表面,膜表面出现了明显的图灵结构,在0. 2 MPa压力下,纯水通量可达45. 85 L·(m^2·h)-1,对Na2SO4截留率为98. 23%,对Na Cl截留率为24. 93%,10 h运行可以很好地实现对SO_4^(2-)、Cl^-的有效分离,可实现盐的资源化回收.

关键词：复合纳滤膜磺酸基氧化石墨烯电负性分盐

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基于界面聚合技术的复合纳滤膜改性研究进展

水处理技术 2023年第6期49卷 27-32,38页

作者：丁科仁赵丽红郭佳艺唐传禹杨纯辽宁工业大学土木建筑工程学院辽宁锦州121001

为了追求可持续发展,缓解缺水压力,水处理工艺的改进与研发就显得尤为重要。与传统水处理工艺相比,纳滤膜技术具有运行效率高、节约能源、设备紧凑、易于操作、不会产生二次污染以及自动化程度高等优点。该技术凭借这些优点及其独有的... 详细信息

为了追求可持续发展,缓解缺水压力,水处理工艺的改进与研发就显得尤为重要。与传统水处理工艺相比,纳滤膜技术具有运行效率高、节约能源、设备紧凑、易于操作、不会产生二次污染以及自动化程度高等优点。该技术凭借这些优点及其独有的分离性能,在膜分离领域脱颖而出。在复合纳滤膜的构造上,界面聚合(IP)技术凭借操作简便、效率高、成膜稳定的特点成为了制备复合纳滤膜最常用的工艺。但是界面聚合的反应速度极快,怎样调控其反应过程进而提高纳滤膜的选择渗透性仍是一个巨大的挑战。此文主要在界面聚合技术的基础上,从基膜改性、两相单体改性、添加剂改性等三个方面综述了复合纳滤膜的改性研究进展,并对未来界面聚合技术的优化进行了展望。

关键词：界面聚合技术复合纳滤膜改性

对位芳香族聚酰胺复合纳滤膜制备及高温纳滤性能

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环境化学 2023年

作者：王纯赖星颜鼎荷付梦洁郑文丽中化高性能纤维材料有限公司天津工业大学省部共建分离膜与膜过程国家重点实验室上海工程技术大学纤维材料研究中心

本文以对位芳香族聚酰胺(PPTA)超滤膜为基膜,无水哌嗪(PIP)与1,3,5-苯三甲酰氯(TMC)分别作为水相单体和油相单体,采用界面聚合法制得高通量耐热PPTA/PA复合纳滤膜.研究了反应条件对PPTA/PA复合纳滤膜高温纳滤性能影响,观察了复合纳滤膜... 详细信息

本文以对位芳香族聚酰胺(PPTA)超滤膜为基膜,无水哌嗪(PIP)与1,3,5-苯三甲酰氯(TMC)分别作为水相单体和油相单体,采用界面聚合法制得高通量耐热PPTA/PA复合纳滤膜.研究了反应条件对PPTA/PA复合纳滤膜高温纳滤性能影响,观察了复合纳滤膜表面形貌与致密层结构,考察了渗透通量、耐热性以及抗污染等性能.结果表明,当PIP浓度为15%wt,TMC浓度为2.5%wt,热处理温度和时间分别为60℃和8 min时,所得PPTA/PA复合纳滤膜对不同染料分子截留率可达95%以上,对二价盐截留率可达90%以上.在高温条件下,所得PPTA/PA复合纳滤膜表现出优良的染料脱盐性能,在刚果红染料与Na2SO4截留率保持在99%的同时,渗透通量可达50 L·m-2·h-1·MPa-1以上.

关键词：对位芳香族聚酰胺界面聚合复合纳滤膜耐高温

对位芳香族聚酰胺复合纳滤膜制备及高温纳滤性能

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环境化学 2024年第2期43卷 434-443页

作者：王纯赖星颜鼎荷付梦洁郑文丽上海工程技术大学纤维材料研究中心上海201620 天津工业大学省部共建分离膜与膜过程国家重点实验室天津300387 中化高性能纤维材料有限公司扬州211400

本文以对位芳香族聚酰胺(PPTA)超滤膜为基膜,无水哌嗪(PIP)与1,3,5-苯三甲酰氯(TMC)分别作为水相单体和油相单体,采用界面聚合法制得高通量耐热PPTA/PA复合纳滤膜.研究了反应条件对PPTA/PA复合纳滤膜高温纳滤性能影响,观察了复合纳滤膜表面形貌与致密层结构,考察了渗透通量、耐热性以及抗污染等性能.结果表明,当PIP浓度为15%wt,TMC浓度为2.5%wt,热处理温度和时间分别为60℃和8 min时,所得PPTA/PA复合纳滤膜对不同染料分子截留率可达95%以上,对二价盐截留率可达90%以上.在高温条件下,所得PPTA/PA复合纳滤膜表现出优良的染料脱盐性能,在刚果红染料与Na_(2)SO_(4)截留率保持在99%的同时,渗透通量可达50 L·m^(-2)·h^(-1)·MPa^(-1)以上.

关键词：对位芳香族聚酰胺界面聚合复合纳滤膜耐高温

PA/PDA/CPVC复合纳滤膜的制备及其在模拟染料废水处理中的应用

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化工新型材料 2024年第1期52卷 121-126页

作者：李明张皓阳王军东华大学环境科学与工程学院上海201620

以氯化聚氯乙烯(CPVC)超滤膜为基膜,将多巴胺(DA)和聚乙烯亚胺(PEI)共沉积后,与均苯三甲酰氯(TMC)进行界面聚合制备了聚酰胺/聚多巴胺/氯化聚氯乙烯(PA/PDA/CPVC)复合纳滤膜。通过傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜、原子力显微镜... 详细信息

以氯化聚氯乙烯(CPVC)超滤膜为基膜,将多巴胺(DA)和聚乙烯亚胺(PEI)共沉积后,与均苯三甲酰氯(TMC)进行界面聚合制备了聚酰胺/聚多巴胺/氯化聚氯乙烯(PA/PDA/CPVC)复合纳滤膜。通过傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜、原子力显微镜、接触角仪对PA/PDA/CPVC复合纳滤膜选择层的化学结构、微观结构、表面粗糙度及亲水性进行了表征,探讨了PEI质量浓度对复合纳滤膜结构和性能的影响。研究结果表明:随着PEI质量浓度的增大,复合纳滤膜表面变得光滑、亲水性增强,通量先增大后减小;PEI质量浓度为5g/L时,复合纳滤膜的通量达到最大。PA/PDA/CPVC复合纳滤膜对染料活性黑5(RB5)的截留率皆高于94%,而对NaCl的截留率低于5.6%,说明该复合纳滤膜能够对染料和盐进行较好的分离,复合纳滤膜在模拟RB5染料废水处理中稳定性良好。

关键词：复合纳滤膜共沉积-界面聚合组合法染料废水多巴胺

改性GO芳香族聚酰胺复合纳滤膜制备及分离性能

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中国给水排水 2023年第9期39卷 57-64页

作者：胡文博陈卫丁明梅陈杰王安琪蓝晓萌河海大学浅水湖泊综合治理与资源开发教育部重点实验室江苏南京210098 河海大学环境学院江苏南京210098 江苏诺莱智慧水务装备有限公司江苏南通226000

为提高纳滤膜分离特性、拓展其在水处理中的适用性,以聚砜(PSf)为膜基材,以由4,4'-二氨基二苯醚(4,4'-ODA)改性的聚对苯二甲酰对苯二胺(m-PPTA)和氧化石墨烯(GO)为共混材料,采用相转化法制得基膜后,再通过界面聚合法制备改性氧化石墨烯... 详细信息

为提高纳滤膜分离特性、拓展其在水处理中的适用性,以聚砜(PSf)为膜基材,以由4,4'-二氨基二苯醚(4,4'-ODA)改性的聚对苯二甲酰对苯二胺(m-PPTA)和氧化石墨烯(GO)为共混材料,采用相转化法制得基膜后,再通过界面聚合法制备改性氧化石墨烯芳香族聚酰胺复合纳滤膜(m-PPTA/PSf-GO),研究改性材料占比对膜表面形貌、内部结构及其分离性能的影响。结果表明:当m-PPTA占比为6%并均匀分布时,膜表面出现明显凸起,有助于支撑层与聚酰胺层紧密结合;引入GO可使膜亲水性增强、内部海绵状空隙增多,有利于水分子的转移;当GO占比为0.005%时,m-PPTA/PSf-GO对分别含MgSO_(4)、Na_(2)SO_(4)水样的水通量和截留率最佳,依次为68.7、71.0 L(/m^(2)·h·MPa)和91.3%、94.8%。该共混改性方法简便,m-PPTA和GO的引入可有效提高复合纳滤膜的分离性能。

关键词：复合纳滤膜改性芳香族聚酰胺氧化石墨烯(GO) 相转化法界面聚合

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聚电解质复合纳滤膜的制备及其截盐性能研究

水处理技术 2023年第1期49卷 71-75,102页

作者：梁超文何春菊东华大学材料科学与工程学院纤维材料改性国家重点实验室上海201600

采用静电诱导法,通过铸膜液中带负电的磺化聚醚砜(SPES)和凝固浴中带正电的聚乙烯亚胺(PEI)在相分离时形成的相互吸引作用,在聚醚砜(PES)膜表面形成聚电解质分离层,再经过交联处理和热处理制得聚醚砜复合纳滤膜。结果表明,当铸膜液中SPE... 详细信息

采用静电诱导法,通过铸膜液中带负电的磺化聚醚砜(SPES)和凝固浴中带正电的聚乙烯亚胺(PEI)在相分离时形成的相互吸引作用,在聚醚砜(PES)膜表面形成聚电解质分离层,再经过交联处理和热处理制得聚醚砜复合纳滤膜。结果表明,当铸膜液中SPES/PES比例为4/17,凝固浴中加入的PEI分子量为10000 g/mol时,所制得的纳滤膜在较低测试压力(0.3 MPa)下对硫酸镁(MgSO_(4))和硫酸钠(Na_(2)SO_(4))的截留率分别为91.1%、85.7%,对其溶液的渗透性能分别为71.4 L/(m^(2)·h·MPa)、75.9 L/(m^(2)·h·MPa)。

关键词：聚醚砜静电诱导复合纳滤膜截盐性能

二维Ag@MoS_(2)-GO复合纳滤膜的制备及其性能

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膜科学与技术 2022年第5期42卷 33-41,47页

作者：陈甜年佩李亚男徐楠孙浩楠魏逸彬省部共建煤炭高效利用与绿色化工国家重点实验室宁夏大学化学化工学院银川750021 宁夏圆惠环保科技有限公司石嘴山753000

采用平均孔径为100 nm的聚醚砜(PES)微滤膜为载体,经多巴胺改性后,使用真空抽滤法制备了一种新型Ag@MoS_(2)-GO复合纳滤膜。通过调节MoS_(2)的负载量得到MoS_(2)和GO的最优质量比,进一步将AgNP生长在MoS_(2)纳米上并插层在GO纳米片层,... 详细信息

采用平均孔径为100 nm的聚醚砜(PES)微滤膜为载体,经多巴胺改性后,使用真空抽滤法制备了一种新型Ag@MoS_(2)-GO复合纳滤膜。通过调节MoS_(2)的负载量得到MoS_(2)和GO的最优质量比,进一步将AgNP生长在MoS_(2)纳米上并插层在GO纳米片层,实现了Ag@MoS_(2)-GO纳滤膜性能的调控。结果表明,当MoS_(2)和GO质量比为6∶1时,MoS_(2)-GO膜的纳滤性能最优,对4种染料的截留率均在95%以上,水渗透率约为11.3L/(m^(2)·h·MPa),相较于纯GO膜提升了近2倍;Ag@MoS_(2)-GO膜在保持与MoS_(2)-GO膜同等优异的染料截留性能的同时,水渗透率达到18.9 L/(m^(2)·h·MPa),相较于MoS_(2)-GO膜又提升了0.7倍;对4种盐的截留规律满足R(Na_(2)SO_(4))>R(MgSO_(4))>R(NaCl)>R(MgCl_(2)),截留率分别为78%、67%、51%和41%,较MoS_(2)-GO纳滤膜有显著提高,且该膜展现出良好的稳定性。

关键词：二硫化钼氧化石墨烯银纳米颗粒复合纳滤膜