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延缓疏水膜润湿的原料液预处理方法研究

膜科学与技术 2024年第1期44卷 96-101页

作者：赵晓丹吕晓龙郑书云刘治宇省部共建分离膜与膜国家重点实验室环境与化工学院天津工业大学天津300387 华电水务装备(天津)有限公司天津301700 膜材料与膜应用国家重点实验室天津膜天膜科技股份有限公司天津300457

亲水化渗漏是疏水膜技术应用面临的关键性瓶颈问题之一,其产生的主要原因是水体中污染物中的表面活性物质对疏水膜的润湿作用.本文提出利用絮凝强化气-液萃取的预处理工艺以去除原液中的表面活性物质,以期减缓疏水膜的润湿进程.以十二... 详细信息

亲水化渗漏是疏水膜技术应用面临的关键性瓶颈问题之一,其产生的主要原因是水体中污染物中的表面活性物质对疏水膜的润湿作用.本文提出利用絮凝强化气-液萃取的预处理工艺以去除原液中的表面活性物质,以期减缓疏水膜的润湿进程.以十二烷基苯磺酸钠来模拟代表水体中腐殖酸等荷负电性表面活性物质,用聚偏氟乙烯中空纤维疏水膜进行减压膜蒸馏的润湿实验,探究预处理方法、预处理过程中絮凝剂的荷电性、种类以及用量对疏水膜材料亲水化渗漏的影响.结果表明:絮凝强化气-液萃取的预处理工艺可以有效去除原料液中的表面活性物质;阳离子型絮凝剂预处理效果优于阴离子型;有机絮凝剂预处理效果优于无机絮凝剂;当阳离子型聚丙烯酰胺加入量为12 mg/L时,表面活性物质十二烷基苯磺酸钠的去除率与未经絮凝预处理相比提高了17%.

关键词：膜蒸馏疏水膜润湿表面活性剂絮凝

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基于疏水膜的空间微藻培养气体交换技术研究

基于疏水膜的空间微藻培养气体交换技术研究

作者：王超河北工程大学

学位级别：硕士

发展高效的空间微藻光生物反应器,进而构建完善的受控生态生保体系,是载人航天生保技术的重要方向。目前,针对空间微重力环境,采用疏水透气膜的方式解决微藻培养过程中的气液两相气体交换是较为合适的技术手段。然而,在微藻培养过程中,... 详细信息

发展高效的空间微藻光生物反应器,进而构建完善的受控生态生保体系,是载人航天生保技术的重要方向。目前,针对空间微重力环境,采用疏水透气膜的方式解决微藻培养过程中的气液两相气体交换是较为合适的技术手段。然而,在微藻培养过程中,膜片会受到培养基的腐蚀以及藻液的污染,使得膜材料表面特性改变,并可能导致膜孔堵塞甚至破裂。鉴于此,本文旨在筛选出一类可以用于长期微藻培养的膜片,最终实现螺旋藻的长时间和高效率培养,并为后续开展空间在轨验证研究与应用奠定基础。主要研究结论如下:(1)膜片的透气性、疏水性和耐受性试验研究表明,膜材料的厚度对气体渗透通量无显著影响;单层膜片易变,需添加无纺布以提高膜片的机械强度,其中网格状的无纺布对膜片的透气性能影响较小。为了确保膜片具有长寿命,必须选择三层结构的膜片,同时孔径不得大于2μm。另外,通过研究藻液和碱液对膜片在长期使用中的影响发现,在藻液中不同膜片的透气性能衰减程度不一,而碱液对膜片的透气性能无显著影响。(2)通过研究蓝光光强、循环转速和CO浓度对微藻生长的影响发现,随着蓝光剂量的增加,T-AOC和类胡萝卜素呈逐渐升高的趋势,补充蓝光可以显著提高黄酮、V和V的含量;随着转速的提高,叶绿素a和藻蓝素的含量均逐渐增大,蛋白质含量呈先增加后减小的趋势,类胡萝卜素的含量受到循环转速影响不显著;随着CO浓度的提高,螺旋藻细胞内叶绿素a的含量呈递增趋势,而藻蓝素和蛋白质含量均呈现出先增加后减小的趋势。基于疏水膜进行微藻培养,可以实现O和CO的完全交换,其中在T3(R:B为60:15)、转速为100 rpm和时,螺旋藻的生长速率最快,培养基中的溶解氧浓度保持在11 mg/L范围内。(3)基于疏水膜光生物反应器开展了长期螺旋藻培养试验。对螺旋藻采用间隔补料培养模式进行了30天的培养,试验过程中每隔6～7天收集藻液300 m L,同时向对照组中加入300 m L新鲜培养基,而试验组补充未加Na HCO的培养基。螺旋藻的长期培养结果表明,与空气对照组相比,试验组在CO浓度为3%条件下不仅生长速率更快,光合色素及蛋白质含量更高,且培养基的p H值一直维持在8～9之间。以上结果表明,本研究筛选出了一种有利于空间微藻光生物反应器培养和气体交换的疏水膜材料这种关键部件,并掌握了一套较好的微藻培养方法,从而为下一步开展空间微藻光生物反应器的工程化设计和空间在轨验证奠定了良好基础。

关键词：螺旋藻疏水膜气体交换循环转速 CO2浓度光照

含氟聚合物修饰碳纳米管及其聚氨酯复合疏水膜的研究

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化学学报 2009年第9期67卷 1001-1007页

作者：张超郭述忠汪伟志刘天西聚合物分子工程教育部重点实验室复旦大学高分子科学系先进材料实验室上海200433

利用羟基碳纳米管上的羟基与2-溴异丁基酰溴之间的简单反应,在碳纳米管上引入了含溴ATRP引发剂,并进一步引发含氟丙烯酸酯的ATRP聚合,从而在碳纳米管表面接枝上了低表面能的含氟聚合物.红外光谱(FT-IR)、热重分析(TGA)和透射电镜(TEM)... 详细信息

利用羟基碳纳米管上的羟基与2-溴异丁基酰溴之间的简单反应,在碳纳米管上引入了含溴ATRP引发剂,并进一步引发含氟丙烯酸酯的ATRP聚合,从而在碳纳米管表面接枝上了低表面能的含氟聚合物.红外光谱(FT-IR)、热重分析(TGA)和透射电镜(TEM)的研究结果表明碳纳米管与含氟聚合物之间为化学键连接.以此低表面能聚合物包裹的碳纳米管作为填充粒子,采用溶液浇铸方法制备了聚氨酯/碳纳米管复合膜,并利用溶剂四氢呋喃(THF)刻蚀表面获得了不同碳纳米管裸露程度的复合膜材料.静态接触角测试结果表明,无论是羟基碳纳米管还是低表面能修饰的碳纳米管均可提高其复合膜的疏水性能,且其疏水性能随碳纳米管含量的增加而增加;相同含量时,含氟聚合物接枝后的碳纳米管使复合膜具有更佳的疏水性能,膜表面经溶剂刻蚀后可显著提高其疏水性能.采用扫描电子显微镜(SEM)研究了加入碳纳米管和溶剂刻蚀对聚合物表面微观结构以及材料表面疏水性能的影响.上述结果表明:利用接枝聚合物可改变碳纳米管本身的疏水性能,并可进一步制备新型的具有表面疏水性能的聚合物纳米复合材料.

关键词：碳纳米管原子转移自由基聚合含氟聚合物疏水膜

疏水膜气液分离预处理纳氏试剂分光光度法测定氨氮适用性研究

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山东化工 2023年第18期52卷 140-142,146页

作者：龙雯琪刘艳菊陈燕刘静怡魏凤李憬然周桑扬张政肖童觉湖南省生态环境监测中心国家环境保护重金属污染监测重点实验室湖南长沙410014

采用疏水膜气液分离预处理纳氏试剂分光光度法检测水质样品中氨氮,根据测定结果分析方法的校准曲线相关系数、检出限、精密度和准确度等性能参数,同时与传统标准方法《水质氨氮的测定纳氏试剂分光光度法》(HJ 535—2009)进行比对实验。... 详细信息

采用疏水膜气液分离预处理纳氏试剂分光光度法检测水质样品中氨氮,根据测定结果分析方法的校准曲线相关系数、检出限、精密度和准确度等性能参数,同时与传统标准方法《水质氨氮的测定纳氏试剂分光光度法》(HJ 535—2009)进行比对实验。实验结果表明,疏水膜气液分离预处理纳氏试剂分光光度法测定氨氮时,氨氮含量在0.0~100.0μg/L范围内线性相关系数为0.999 2,线性关系良好;疏水膜气液分离预处理纳氏试剂分光光度法测定氨氮的检出限为0.008 mg/L,测定下限为0.032 mg/L;疏水膜气液分离预处理纳氏试剂分光光度法测定低质量浓度地表水、中质量浓度生活污水和高质量浓度工业废水样品的氨氮精密度在1.9%~3.1%之间,精密度良好;疏水膜气液分离预处理纳氏试剂分光光度法测定4种不同浓度氨氮有证标准物质的相对误差范围在-2.8%~1.2%之间,准确度较高。采用疏水膜气液分离预处理纳氏试剂分光光度法和传统标准方法HJ 535测定实验用水、地表水、生活污水和工业废水,测定结果显示2种方法无显著差异,2种方法的实际样品加标回收率也均符合国家相关质量控制要求。疏水膜气液分离预处理纳氏试剂分光光度法能够满足常规水质氨氮检测的需求。

关键词：疏水膜氨氮气液分离预处理

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热压印聚丙烯疏水膜的制备及表征

福建师范大学学报（自然科学版） 2023年第1期39卷 48-53页

作者：石素宇张怡然白雨张金龙赵林涛河南工程学院材料工程学院河南郑州450007

以聚丙烯(polypropylene, PP)为原料,不锈钢分子筛网为模板,通过热压印技术制备了PP疏水膜,重点考察了热压印工艺对疏水膜结构及性能的影响.利用扫描电子显微镜(SEM)分析膜表面形态结构的构筑及演变,以接触角测量仪测试膜的疏水性能,通... 详细信息

以聚丙烯(polypropylene, PP)为原料,不锈钢分子筛网为模板,通过热压印技术制备了PP疏水膜,重点考察了热压印工艺对疏水膜结构及性能的影响.利用扫描电子显微镜(SEM)分析膜表面形态结构的构筑及演变,以接触角测量仪测试膜的疏水性能,通过模拟材料的日常磨损分析PP疏水膜的机械稳定性能,由不同液滴在膜表面的滚动行为考察了膜的黏附性能.结果表明:PP疏水膜表面具有完善的微米级棱状突起结构,赋予膜良好的疏水性能;综合考虑热压印温度和压力的影响,通过单因素实验确立最佳成型工艺为140℃、10 000 N,PP疏水膜的表面静态水接触角为140.31°,滚动角为7°,具有良好的疏水性能和机械稳定性能.

关键词：热压印聚丙烯疏水膜成型温度成型压力

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基于电催化疏水膜的新型膜接触臭氧氧化工艺

环境工程学报 2020年第8期14卷 2030-2036页

作者：李魁岭刘泓锌刘烈汪志永郭菁菁张勇王军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 中国科学院生态环境研究中心高浓度难降解有机废水处理技术国家工程实验室北京100085 中国科学院大学北京100049

膜接触臭氧氧化(MCO)工艺以疏水膜为臭氧提供丰富的气液接触界面,具有较高臭氧传质效率。然而,MCO工艺以臭氧直接氧化为主,对废水中有机污染物的去除有较强的选择性,氧化能力有待提高。通过电催化疏水膜将MCO工艺与电化学技术相结合,构... 详细信息

膜接触臭氧氧化(MCO)工艺以疏水膜为臭氧提供丰富的气液接触界面,具有较高臭氧传质效率。然而,MCO工艺以臭氧直接氧化为主,对废水中有机污染物的去除有较强的选择性,氧化能力有待提高。通过电催化疏水膜将MCO工艺与电化学技术相结合,构建了新型的膜接触电催化臭氧氧化(ECMCO)工艺。ECMCO工艺以高级氧化过程为主,对水中硝基苯的去除效率明显增强,同步提高了臭氧传质效率和体系的氧化能力。ECMCO工艺对酒厂废水的生化出水进行深度处理后,水中COD降至50 mg·L^-1以下,色度完全脱除,总运行能耗明显低于MCO和MCO+H2O2工艺。针对臭氧工艺在水处理应用中传质效率低、矿化能力差、运行能耗高的问题,ECMCO技术提供了可行的解决方案,有较好的研究价值和应用前景。

关键词：疏水膜膜接触器电催化臭氧高级氧化

膜蒸馏用PDMS/PVDF中空纤维疏水膜的研制

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膜科学与技术 2019年第4期39卷 63-68,75页

作者：郭寒雨刘四华薛白褚艳洁武春瑞吕晓龙省部共建分离膜与膜过程国家重点实验室天津工业大学材料科学与工程学院

膜表面的疏水化是减缓膜蒸馏过程中膜润湿问题的有效策略.采用表面涂覆固化法,利用聚二甲基硅氧烷(PDMS)、交联剂甲基三乙氧基硅烷(MTES)和催化剂二月桂酸二丁基锡(DBTL)在膜表面的反应,形成致密的甲基嵌段PDMS MTES疏水层,制备了PVDF/P... 详细信息

膜表面的疏水化是减缓膜蒸馏过程中膜润湿问题的有效策略.采用表面涂覆固化法,利用聚二甲基硅氧烷(PDMS)、交联剂甲基三乙氧基硅烷(MTES)和催化剂二月桂酸二丁基锡(DBTL)在膜表面的反应,形成致密的甲基嵌段PDMS MTES疏水层,制备了PVDF/PDMS疏水复合膜.探究了PDMS/MTES/DBTL质量比、PDMS质量分数和涂覆时间等对复合膜结构与性能的影响.利用该方法,复合膜接触角达到130°,膜的疏水性和膜蒸馏过程中的抗润湿能力得到显著提升.该膜在360 min的表面活性剂溶液膜蒸馏实验中性能稳定,而未改性膜在30 min内即完全亲水化.

关键词：聚二甲基硅氧烷甲基三乙氧基硅烷膜蒸馏疏水膜抗润湿

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膜蒸馏技术疏水膜、组件及工艺研究进展

环境工程 2021年第7期39卷 13-29,191页

作者：王军李魁岭王樟新刘烈张勇侯得印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 中国科学院生态环境研究中心高浓度难降解有机废水处理技术国家工程实验室北京100085 中国科学院大学北京100049 广东工业大学环境生态工程研究院广州510006 清华大学环境学院水质与水生态研究中心北京100084

在新兴环保领域,膜蒸馏(MD)技术经最近10年研究的不断拓展、深入,产业链逐渐形成。瞄准膜蒸馏技术涉及的疏水膜、膜组件、工艺与应用3个重要方面,概述了膜蒸馏技术的最近10年研究现状及发展方向。从疏水膜制备的角度,重点探讨了兼具高... 详细信息

在新兴环保领域,膜蒸馏(MD)技术经最近10年研究的不断拓展、深入,产业链逐渐形成。瞄准膜蒸馏技术涉及的疏水膜、膜组件、工艺与应用3个重要方面,概述了膜蒸馏技术的最近10年研究现状及发展方向。从疏水膜制备的角度,重点探讨了兼具高通量、高强度、抗润湿及抗污染等特点的疏水膜制备方法;从膜蒸馏组件设计角度,重点探讨了结构形式优化、内/外场辅助等过程强化手段及具有稳定、高效、低耗传质特点的膜组件设计方法;从工艺与应用角度,概述了典型膜蒸馏集成工艺、清洁生产工艺及应用场景与国内外产业化现状。

关键词：膜蒸馏疏水膜膜组件集成工艺脱盐

用于膜蒸馏苦咸水淡化的PTFE疏水膜实验研究

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膜科学与技术 2012年第1期32卷 70-74页

作者：吕海莉田瑞杨晓宏马淑娟内蒙古工业大学能源与动力工程学院呼和浩特010051

利用目前国内生产的PTFE疏水膜,以自来水、盐水溶液作工质进行了多层并接气隙式膜蒸馏实验,比较了几种膜的分离性能,研究了料液温度、料液流量、浓度对膜渗透通量的影响,各种膜的通量稳定性及污染情况.实验结果表明:4#膜在长期自来水、... 详细信息

利用目前国内生产的PTFE疏水膜,以自来水、盐水溶液作工质进行了多层并接气隙式膜蒸馏实验,比较了几种膜的分离性能,研究了料液温度、料液流量、浓度对膜渗透通量的影响,各种膜的通量稳定性及污染情况.实验结果表明:4#膜在长期自来水、盐水实验中通量、电导率都较稳定,特别是在后期实验中,通量最大;而孔径大、涂层薄的1#膜在前期实验中通量较大,而随运行时间增长,通量有所下降,特别是盐水实验中,截留率低,电导率高,因此不适合淡化苦咸水用,综合来看4#膜性能较好.实验后各种膜表面的污染情况较严重,都有黄色沉积物.

关键词：疏水膜膜通量膜组件膜污染