付小康
,
王磊
,
黄丹曦
,
王旭东
,
孟晓荣
,
吕永涛
,
张凯
膜科学与技术
doi:10.16159/j.cnki.issn1007-8924.2015.05.013
出水有机物所造成的膜污染是限制PVDF超滤膜在城市生活污水处理中广泛应用的一个重要因素.有机物污染行为的研究对PVDF膜的改性显得尤为重要.本文利用相转化法制备不同SiO2添加量的PVDF超滤膜,研究了二级出水有机物对不同SiO2添加量改性膜的污染情兄,并用自制原子力胶体探针分析污染物与膜以及污染物和污染物之间的作用力,从微观力学层面上分析和解释了改性膜抗污染性能.
关键词:
AFM
,
超滤膜
,
聚偏氟乙烯
,
出水有机物
,
作用力曲线
,
亲水改性
王旭东
,
张凯
,
王磊
,
黄丹曦
,
吕永涛
,
孟晓荣
,
付小康
膜科学与技术
doi:10.16159/j.cnki.issn1007-8924.2015.05.010
以二乙二醇单乙醚醋酸酯(DCAC)和磷酸三乙酯(TEP)的混合溶剂为稀释剂,采用热诱导相分离法制备聚偏氟乙烯(P VDF)平板微孔膜,获得了不同形态结构的膜;借助SEM、DSC、XRD等技术手段,考察了凝固浴组成对PVDF微孔膜形态结构的影响.结果表明,在低温凝固浴(0℃)中形成的膜均表现出颗粒状镶嵌晶体结构的断面.随着凝固浴中DMAc含量的增加,膜断面厚度增大,膜表面皮层厚度减小.膜的上表面形态主要取决于凝固浴组成,随着凝固浴中DMAc含量的增加,上表面由致密变得多孔.膜的结晶特性分析表明,所有的膜PVDF主要结晶成α-相晶体结构,随着凝固浴中DMAc含量的增加,膜的结晶度降低,并伴生有γ-相晶体结构.此外,随着凝固浴中DMAc含量的增加,膜的平均孔径和孔隙率增大,但拉伸强度降低.
关键词:
聚偏氟乙烯
,
混合稀释剂
,
热致相分离法
,
非溶剂致相分离法
,
形态结构
吴颜
,
王磊
,
黄丹曦
,
王旭东
,
吕永涛
,
黄松
,
贾世发
膜科学与技术
doi:10.16159/j.cnki.issn1007-8924.2016.04.007
利用牛血清蛋白(BSA)与FeCl3等配制的混合溶液模拟污水进行膜过滤实验,研究超滤膜中金属离子铁(Fe3+)与蛋白质(BSA)共存时对膜污染的影响.研究发现,在pH为3时,向BSA混合溶液中添加Fd+会在一定程度上影响其对膜的污染程度.BSA与Fe3+之间存在静电相互作用从而形成胶体态物质是其产生影响的原因之一,在相同BSA浓度下,随着FeCl3浓度的增加,当FeCl3质量浓度达到20 mg/L时,膜污染最为严重.而在相同BSA与FeCl3浓度条件下,随着pH的增加,当pH为7时,膜污染最严重,这是由于此时BSA带负电,被带正电的铁离子沉淀层所吸附,在膜表面形成BSA/铁的聚合物.
关键词:
超滤膜
,
铁离子
,
BSA
,
膜污染
,
AFM(原子力显微镜)
王磊
,
呼佳瑞
,
苗瑞
,
吕永涛
,
王旭东
膜科学与技术
以聚砜超滤膜为基膜,通过间苯二胺(PDA)与均苯三甲酰氯(TMC)界面聚合制备聚酰胺复合纳滤膜.系统地考察了界面聚合条件对所得复合膜性能的影响及膜对不同类型的无机盐的分离性能.详细表征了基膜与复合膜的表面形貌和接触角.结果表明:最佳聚合条件为:PDA质量分数1.5％,TMC质量分数0.1％,水相浸泡时间3 min,反应时间20 s,热处理温度80℃,热处理时间3 min.在0.6 MPa下,对2 000 mg/L的MgSO4的截留率和通量分别为95.6％和7 L/(m2·h).复合膜对四种不同类型无机盐的截留率的次序依次为Na2SO4＞MgSO4＞NaCl＞MgCl2.此外,表面形貌和接触角研究表明通过界面聚合在基膜表面形成了一层聚酰胺功能层.
关键词:
复合纳滤膜
,
间苯二胺
,
均苯三甲酰氯
,
界面聚合
王元
,
王磊
,
王旭东
,
呼佳瑞
,
吕永涛
膜科学与技术
doi:10.16159/j.cnki.issn1007-8924.2015.03.001
以聚砜(PSf)为基膜,间苯二胺(MPD)和均苯三甲酰氯(TMC)为反应单体,通过界面聚合制备聚酰胺复合纳滤膜.考察了复合催化剂三乙胺(TEA)和樟脑磺酸(CSA)及反应条件对纳滤膜功能层结构和性能的影响.结果表明:在反应体系中,TEA和CSA的质量比为1/2时,随着复合催化剂中TEA的质量分数从0.5％增加到3％,纳滤膜功能层密度增大,表面粗糙度和水接触角下降,膜通量明显升高,但纳滤膜的截留率及其对盐的选择顺序基本不变.在TEA质量分数为2％、反应时间40 s、热处理温度80℃和热处理时间3 min的最优条件下,所得复合纳滤膜对2 g/L MgSO4溶液的截留率为93.2％,通量为16 L/(m2·h).在0.2～1.0 MPa的操作压力下,聚酰胺复合纳滤膜分离性能稳定.
关键词:
纳滤膜
,
界面聚合
,
复合催化剂
,
超薄功能层
王磊
,
苗瑞
,
吕永涛
,
刘紫文
,
冯玲
材料导报
依据原子力显微镜(AFM)微颗粒探针克服了AFM普通探针的诸多局限性及其对测试环境无要求,且能定量测定微颗粒探针与膜及污染物间的相互作用力及其变化等特点,在AFM微颗粒探针制备技术的发展及其在分离膜中的应用研究动向的基础上,详细讨论了AFM微颗粒探针的制备方法及其在膜的有机物污染研究中的具体应用,提出了AFM微颗粒探针在分离膜的有机物污染机制解析中亟待研究的问题,为科学地分析分离膜有机物污染机制及分离膜的工程设计与运行提供新的思路和途径.
关键词:
原子力显微镜(AFM)
,
分离膜
,
微颗粒探针
,
膜有机物污染
,
机理解析
蔡巧云
,
王磊
,
苗瑞
,
王旭东
,
吕永涛
膜科学与技术
doi:10.16159/j.cnki.issn1007-8924.2015.01.006
用相转化法对聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜进行了乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)共混改性,系统考察PVDF/EVOH共混比和凝胶浴温度对共混膜性能的影响.并使用原子力显微镜(AFM)胶体探针定量测定了共混改性前后,亲/疏水性污染物与膜之间作用力的变化特点,结合宏观过滤实验解析添加EVOH对PVDF抗污染性能的影响.结果表明:PVDF/EVOH相容性最佳的共混比为9∶1.与纯PVDF膜相比,PVDF/EVOH共混膜的亲水性明显提高.共混膜的亲水性及拉伸强度随着凝胶浴温度的增大而增大,但是纯水通量随着凝胶浴温度的增大而减小.主要是因为高凝胶浴条件下膜表面有致密的皮层形成.膜-污染物间作用力及污染试验表明,添加EVOH后有效降低了膜-污染物间的相互作用力及相应的膜污染速率,表明了EVOH的引入能有效改善了膜的抗污染性.
关键词:
PVDF/EVOH超滤膜
,
共混
,
凝胶浴温度
,
膜污染
,
作用力
胡闻龙
,
王磊
,
张荣
,
王旭东
,
吕永涛
膜科学与技术
doi:10.16159/j.cnki.issn1007-8924.2015.01.003
以聚丙烯(PP)中空纤维膜为支撑体,二(2-乙基己基)磷酸(简称D2EHPA)为载体,煤油为膜溶剂,探讨D2EHPA-煤油-H2SO4中空纤维支撑液膜(SLM)体系对水中氨氮的传质行为.以去除率为指标,考察了料液初始氨氮浓度及pH值、载体浓度、反萃剂浓度对传质效果的影响;并通过对比实验分析了导致传质速率降低的主要原因.结果表明:在反萃剂H2SO4浓度为2 mol/L,料液相pH值在8～13范围内,提高料液pH值、增大膜相中载体浓度,均能提高氨氮的去除率.D2EHPA-煤油-H2SO4体系对氨氮的传质能力随氨氮浓度降低而下降.料液中氨氮浓度下降和pH值降低是导致氨氮传质速率降低的主要原因,调节料液pH值可调控和提高氨氮的去除与传质效果.
关键词:
氨氮
,
中空纤维支撑液膜
,
传质
,
D2EHPA
