【摘 要】
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有机/无机杂化膜可兼备高分子材料与无机材料的各自优势，是目前膜技术领域研究的热点之一。无机纳米材料在膜材料中的均匀分散是制备高性能分离膜的关键，可通过调控无机纳米材料在高分子膜材料中的界面特性，使得膜性能得到明显改善。近几年，本人及课题组主要围绕有机/无机杂化膜制备及应用展开研究，通过调控零维、一维、二维纳米材料与高分子膜材料的微观结构，制备了具有持续抗菌性能的杂化超滤膜；用于分离染料和盐的疏松纳
【机 构】
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郑州大学化工与能源学院,河南郑州,450001
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有机/无机杂化膜可兼备高分子材料与无机材料的各自优势，是目前膜技术领域研究的热点之一。无机纳米材料在膜材料中的均匀分散是制备高性能分离膜的关键，可通过调控无机纳米材料在高分子膜材料中的界面特性，使得膜性能得到明显改善。近几年，本人及课题组主要围绕有机/无机杂化膜制备及应用展开研究，通过调控零维、一维、二维纳米材料与高分子膜材料的微观结构，制备了具有持续抗菌性能的杂化超滤膜；用于分离染料和盐的疏松纳滤膜；高效捕集二氧化碳的气体分离膜。研究结果为设计和构建性能优良稳定的有机/无机杂化膜及高效可控的传质、分离过程提供了新的思路和方法，为开发具有不同用途的功能膜提供了重要理论依据。
其他文献
传统膜过程采用水力学压力驱动,而正渗透(Forward Osmosis)利用膜两侧的渗透压差作为驱动力,具有低能耗、膜污染容易恢复等优点.因此正渗透在近些年来受到广泛的关注.作为一个完整的正渗透过程,同时应包括驱动溶质回收步骤,而驱动溶质的回收能耗占整个正渗透过程能耗的比例很大.为了评价不同的驱动溶质对正渗透过程能耗的影响,利用Aspen软件平台模拟了包括驱动溶质回收步骤在内的完整正渗透过程能耗,
本文通过溶剂蒸发法制备了自支撑具有均质致密结构的聚砜纳米膜.通过改变溶剂种类和成膜温度,可以实现纳米膜孔径的有效调控.当选用DMAc作为溶剂时,所制得的聚砜膜孔径在1nm左右,相应地,其对硫酸钠的截留率可以达到80～82％,当提高成膜温度到110℃时,膜的孔径变小,膜对硫酸钠的截留率可以提升到87％.同时,所制得的膜具有较高的机械强度,力学强度高达66MPa.在此基础上,通过向聚砜膜中掺杂0～5w
通过改变合成液中钠离子浓度，制备高性能全硅MFI膜.本文通过SEM、XRD、EDX、IR、接触角测试、气体透过测试、渗透汽化测试等表征，详细分析了钠离子对膜层分离性能、生长情况、疏水性能等的影响.我们首次考察了钠离子对全硅MFI膜层的影响，在钠离子浓度较低时，其加速晶体成核与膜层生长，使得膜层更致密，分离性能提高；钠离子浓度较高时，会阻碍成核，降低膜层分离性能.在60℃时分离5％乙醇溶液，当Na+
NaA分子筛膜具有规则的孔道结构和超强的亲水性能,使其成为有机溶剂脱水领域最具应用价值的无机膜材料之一.尽管该类膜材料己实现了工业应用,但仍存在渗透通量低、膜组件密封复杂等不足,制约了NaA分子筛膜渗透汽化技术的进一步大规模推广应用.中空纤维载体管径小、管壁薄,可显著提高分子筛膜的通量和膜组件装填面积,近年来引起了人们的广泛关注.同时,不锈钢材料具有良好的延展性、柔韧性以及易于焊接密封等优点.因此
有机/无机复合膜可以结合有机材料与无机材料二者的优点,在克服trade-off效应方面具有巨大潜力,无机粒子的种类是影响有机-无机复合膜性能的关键因素之一.金属有机骨架(MOFs)作为一种新兴的多孔晶体材料,因其具有与聚合物相容性好、孔隙率高、孔径可调、粒径可控等特点,引起了分离膜领域的广泛关注.然而MOFs本身的机械性能较低,需要将其负载在某种基底上才能制备成膜,所以制备方法对其分离性能具有较大
氧化石墨烯(graphene oxide,GO)膜具有优异的物质选择性与传输渗透性,使得氧化石墨烯膜在海水淡化、离子分离、渗透汽化等领域具有重要的应用价值。在这些水环境中的应用,氧化石墨烯膜在水溶液中的稳定性至关重要。但由于氧化石墨烯表面富含氧化基团,氧化石墨烯片层表面的羟基和环氧基会与水形成氢键导致水合排斥,并且片层边缘带负电的羧基会引起片层间的负静电排斥,导致氧化石墨烯膜在水中会分解,稳定性非
选择透过性膜是膜技术的核心，为提高膜技术的应用效率和竞争力，膜应同时具有高渗透通量、高选择性和高稳定性，三个指标分别决定膜的处理能力、分离效率及使用寿命。然而对于目前广泛使用的高分子膜材料，其渗透通量和选择性与稳定性之间存在此消彼长的trade-off效应。该现象的产生原因来自两方面：(1)高分子膜材料渗透性与选择性之间相互制约；(2)膜超薄化导致的膜缺陷及低稳定性。目前所使用的大部分膜材料均非均
色氨酸的手性拆分有重要的意义,传统分离方法成本高,能耗大和二次污染严重；而基于膜技术的渗透分离则是很有前景的分离方法,它具有高效节能,无添加剂等优点.但是,目前在用于拆分色氨酸的各类传统膜的制备过程中,仍然有大量的有机化合物被引入其中,尚未真正实现过程的绿色化.本文开发出一种绿色、清洁的制膜方法,选用天然高分子聚合物海藻酸钠为功能聚合物,水为溶剂,氯化钙作为交联剂,D-色氨酸分子为模板分子,采用相
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膜污染在实际应用中制约着技术进步和经济发展,主要由于疏水物质的存在导致膜污染,本实验采用无机纳米粒子二氧化硅,其表面含有大量的羟基和不饱和键,可以提高亲水性。实验通过物理修饰和化学修饰无机粒子粘附或接枝上带氨基基团的高分子到聚醚砜基膜表面,通过界面聚合的方法和TMC化学键合,进行层层组装,通过改变二氧化硅的浓度,组装层数来测试复合膜的通量和截留。实验得出通过和原PA膜对比水接触角有所提高,,纳米粒