【摘 要】
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随着社会和工业的发展、人口的增长、环境污染的加重，淡水资源的短缺所带来的水资源危机已成为全球最重要的挑战之一.制备新型的具有超高分离通量和高截盐率的纳滤膜具有重要的现实意义和应用价值.在这一工作中，我们利用高强度、超薄单臂碳纳米管膜作为薄膜复合(TFC)膜的底模，然后通过传统的界面聚合过程，制备得到具有超薄厚度分离层的TFC纳滤膜.由于单臂碳纳米管膜具有较高的孔隙率和相对较为平滑的表面，我们成功制
【机 构】
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中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所,苏州,215123
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随着社会和工业的发展、人口的增长、环境污染的加重，淡水资源的短缺所带来的水资源危机已成为全球最重要的挑战之一.制备新型的具有超高分离通量和高截盐率的纳滤膜具有重要的现实意义和应用价值.在这一工作中，我们利用高强度、超薄单臂碳纳米管膜作为薄膜复合(TFC)膜的底模，然后通过传统的界面聚合过程，制备得到具有超薄厚度分离层的TFC纳滤膜.由于单臂碳纳米管膜具有较高的孔隙率和相对较为平滑的表面，我们成功制备得到分离层厚度仅为～12nim的TFC纳滤膜.这一新型的TFC膜在保证对二价盐离子高截留率(～95％)的同时展现出了极高的分离通量，其分离通量高达32 Lm-2h-1bar-1.这一分离通量是目前传统的TFC纳滤膜的3～5倍.
其他文献
金属-有机共价化合物(metal organic frameworks,MOFs)具有高的孔隙率、规整的孔道结构、并且孔径可调等优点,制备基于MOFs材料的分子筛分膜方面具有潜在的应用价值.然而MOFs晶体生长控制难,制备纳米级厚度的超薄MOFs分子筛分膜仍面临很大的挑战.本研究工作在传统界面扩散法制备MOFs膜的基础上,创新性将表面多巴胺修饰的超薄碳纳米膜材料(PD/SWCNTfilm)引入界面
随着人类生产和生活水平的提高，对能源的需求和消耗也越来越大.然而，目前人类所使用的能源绝大部分都来源于石油、煤炭等化石燃料的燃烧，这些化石燃料的过度使用势必会导致大量CO2的排放，引发全球“温室效应”，严重影响和破坏人类赖以生存的环境，因此，在节能减排的同时，开发有效的CO2捕集新技术尤为重要.CO2捕集方法主要包括吸收法，吸附分离法以及膜分离法，其中膜分离技术因其具有高效节能等优点而备受关注.近
以高醚氧集团(EO)含量的有机聚合物和Pebax1657为原料制备的共混膜对CO2的分离显示了很好的应用前景.前期研究结果发现：将聚醚胺接枝到纳米二氧化硅上制得的纳米有机杂化材料(NOHM-HPE)显示出很高的CO2溶解能力.基于此,不同NOHM-HPE含量的NOHM-HPE/Pebax 1657共混膜被制备.DCS和XPS的表征结果表明,NOHM-HPE的添加最终导致了Pebax1657玻璃态转
通过原位界面聚合制备纳米复合膜(Thin film nanocomposite,TFN),在聚酰胺层中引入纳米填料,可以显著提高膜的渗透选择性.然而,纳米填料与聚合物的界面相容性问题是限制膜性能提高的主要因素.金属有机骨架(MOFs)因具有有机配体而与聚合物具有较好的相容性,但两者之间的界面相容性缺陷仍然存在.目前,大多数研究是通过对MOFs进行表面改性,与聚合物之间构建氢键以增强界面相容性,但仅
氢能源作为21世纪的清洁新能源，一直以来备受关注，混合导体透氢膜同时具备质子电导率和电子电导率，是一种新型的无机致密陶瓷膜，由于其可以高效的从含氢混合气中分离出氢气而备受青睐.在目前研究的透氢膜材料中，单相材料往往由于其电导率有限使得透氢量偏低，而金属-陶瓷双相材料的兼容稳定性存在问题，陶瓷-陶瓷双相材料由于其双极电导率高且兼容性好使其开始引起广泛注意.考虑到BaCeO3系列材料具有较高的质子传导
ZIFs (ZeoliticImidazolate Frameworks,咪唑类沸石结构)材料大多以有机或无机多孔载体支撑的形式,应用于分离过程.ZIFs是膜层材料最佳候选之一,主要是因为它有着优异的化学稳定性和热稳定性.在上世纪末O.M.Yaghi首次提出并报道了MOF-5材料[1],然后Williams又合成了HKUST-1[2],再之后MOFs材料的相关研究报道便如雨后春笋般的涌现出来[3,
随着现代社会和工业的快速发展，能源和环境问题日益突出。燃料电池(FC)作为一种清洁能源备受关注，它是一种将化学能直接转化为电能的能量转化装置，具有高效、可持续发展、环境友好、应用广泛等诸多优点。质子交换膜是燃料电池的核心部件之一，其性能直接决定了燃料电池的运行效率。本课题组近年来针对质子交换膜所存在的问题，尤其是在高温低湿环境中的运行缺陷，利用多种材料，包括无机材料、有机材料以及有机无机复合材料等
聚合物电解质膜燃料电池是一种清洁高效的能源技术。它可以将燃料的化学能直接转换为电能，具有高的转换效率和能量密度，受到了国内外学者的广泛关注。发展之初，该电池主要采用质子交换膜作为隔膜，操作环境为酸性，其电极催化活性较低，必须使用贵金属铂作为催化剂，导致成本较高，而且铂催化剂在酸性环境下的稳定性也有待提高，这严重阻碍了聚合物电解质膜燃料电池的工业化进程。近来研究表明，改用氢氧根离子交换膜作为隔膜，将
聚砜因具备耐高温、耐腐蚀、机械性能好及价格低廉等优点，已被广泛用于超滤膜的制备。而聚砜材料本身的疏水性所导致的膜污染问题仍是其作为超滤膜材料所面临的问题之一。在膜材料上接枝亲水性基团可以促使膜表面形成水化层，减少蛋白质在膜表面的吸附。因此，膜材料的亲水化改性是抑制膜污染的一个重要途径。本文拟采用化学改性的方法，在聚砜分子链接枝磺酰胺基团，提高其亲水性，从而提高改性聚砜超滤膜的抗污染性能。采用相转化
首先合成了两种取代基分别为CF3和H的含羧基的二胺单体,然后使用此两种二胺单体分别与6FDA,BTDA,DSDA三种二酐单体反应生成了侧基带羧基的不同种类的聚酰亚胺,分别命名为6FDA-CF3,6FDA-H,BTDA-CF3和DSDA-CF3.通过实验对比发现,在6FDA系列中,6FDA-CF3和6FDA-H的气体选择性基本一致,但前者的气体通量是后者的两倍.这是因为-CF3取代基具有大的空间立体