甘油/TiO2聚偏氟乙烯微孔膜的制备及在膜蒸馏中的应用

[目的]研究甘油/TiO2聚偏氟乙烯(PVDF)微孔膜的制备及其在膜蒸馏中的应用.[方法]采用浸没沉淀相转化法制备PVDF微孔膜,研究了不同TiO2质量分数下加入甘油形成不同比例的混合添加剂对微孔膜结构及性能的影响.[结果]所制备的微孔膜具有较高的牛血清蛋白截留率,基本上都在90％以上;纯水通量集中在3～22 L/(m2·h)之间.[结论]当TiO2为3％、甘油添加量为0.4g时,膜的性能相对较好.随后把该条件下制备的微孔膜应用到膜蒸馏过程中进行NaCl溶液分离的试验研究,脱盐率最高可达30％;并且得到了膜装置运行的最优条件:料液温度为50℃、流量为5L/h、料液浓度为15 g/L.     

PVDF分离膜性能径向基网络仿真模型的建立与应用

以聚偏氟乙烯(PVDF)为主要原料、聚乙二醇(PEG,10000)为制孔剂、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,采用浸没相转化法制备了PVDF平板分离膜,膜的渗透分离性能分别通过纯水通量和牛血清蛋白截留率进行表征,并利用径向基网络(RBF)研究了PVDF分离膜制备条件与性能之间的相互关系,建立了RBF仿真模型,利用该模型分析了预测数据与模拟数据的误差,讨论了RBF模型扩展系数(spread)对预测数据均方误差的影响,并进行了仿真试验。试验结果表明,径向基网络模型较好地反映了制备工艺条件与性能的关系,对未来寻找最佳试验方案起到了很好的指导作用。     

基于膜技术的预冷水微滤减菌工艺研究

采用孔径0.2μm的聚偏氟乙烯(PVDF)膜对预冷水进行试验性微滤。结果显示:PVDF膜对预冷水中微生物的滤出率达99.6%,微生物数量得到有效控制,其中金黄色葡萄球菌在过滤后未检出,过滤前后浊度对比明显,基本去除预冷水中所有的大分子物质,包括脂肪颗粒、毛羽、大分子蛋白质以及红细胞等。应用1%柠檬酸清洗使膜通量恢复率达到100%。     

碱处理PVDF膜接枝苯乙烯的研究

通过溶液接枝聚合法把苯乙烯接枝到碱处理过的聚偏氟乙烯（PVDF）膜上,氯甲基化后制备了三甲胺型离子交换膜,研究发现碱处理过的PVDF膜容易与苯乙烯发生接枝聚合反应,且接枝率与碱处理时间呈线性变化关系。FTIR红外光谱图表明,处理后的PVDF膜表面有碳碳双键等基团生成;用SEM对膜表面的微观形貌进行观察,发现碱处理前后膜的结构变化不大,仅是表面变粗糙。     

用于水处理的聚偏氟乙烯中空纤维膜抗氧化性研究

[目的]研究不同配方对聚偏氟乙烯（PVDF）膜抗氧化性能的影响。[方法]用浸没沉淀相转化法将不同配方的铸膜液纺制成中空纤维膜,并用1%NaClO溶液浸泡,测试其性能变化情况。[结果]分子量更大的膜材料PVDF（6020）制得的膜抗氧化性能更好;表面活性剂tween-80对通量提升明显,但断裂强度有所下降;成孔剂PEG400对膜的抗氧化性作用好于PVP。[结论]该研究为研制高抗氧化性的膜提供了很好的思路。     

用于水处理的聚偏氟乙烯中空纤维膜抗氧化性研究

[目的]研究不同配方对聚偏氟乙烯（PVDF）膜抗氧化性能的影响。[方法]用浸没沉淀相转化法将不同配方铸膜液纺制成中空纤维膜,并用1%NaClO溶液浸泡,测试其性能变化情况。[结果]分子量更大的膜材料PVDF（6020）制得的膜抗氧化性能更好;表面活性剂tween-80对通量提升明显,但断裂强度有所下降;成孔剂PEG400对膜的抗氧化性作用好于PVP。[结论]该研究为研制高抗氧化性的膜提供了很好的思路。     

SiO2/PVDF阳离子膜的微观形态、力学和热稳定性能研究

以掺混法合成了SiO2/PVDF阳离子膜.采用强度测定仪、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、差示扫描量热法（DSC）研究了不同二氧化硅纳米颗粒添加量的SiO2/PVDF阳离子膜的微观形态、机械稳定性和热稳定性.结果表明：随着纳米SiO2颗粒质量分数的增加,SiO2/PVDF阳离子膜的拉伸强度和断裂伸张率先增后降,当SiO2颗粒质量分数为PVDF的1.5％时,拉伸强度（26.2343N）和断裂伸张率（9.76％）最大.SiO2/PVDF阳离子膜的热稳定性温度最高可达300℃,阳离子膜微观断面结构变得更加致密,表面无明显相分离.     

超滤澄清过滤鲜果汁的应用研究

本文研究了采用内压聚偏氟乙烯超滤膜对果汁进行过滤澄清的可行性,考察了膜面流速和膜的操作压力对膜通量的影响。研究了膜对果汁中的色度、浊度、电导率和糖度的影响。结果表明,PVDF超滤膜可以较好的去除果汁的浊度,平均去除率为90%,其透过液在室温保存半年无沉淀生成。其对果汁的色度影响较小,平均去除率为20%,其对电导率和糖度基本没有影响。     

膜分离技术纯化番茄皮色素提取液的研究

从截留分子量为30 kDa的再生纤维素膜,孔径为0.2μm的聚偏氟乙烯膜、聚四氟乙烯膜、聚醚砜膜中筛选耐乙酸乙酯腐蚀的膜材料及提取液膜纯化的工艺条件。结果表明,截留分子量为30 kDa的再生纤维素膜是番茄皮色素提取液纯化的最适膜材料,纯化过滤最优条件为:压力0.10 MPa、温度35℃。应用膜分离技术纯化番茄皮色素提取液可使杂质截留率平均达到60%以上,而色素损失率在10%以内。     

管式超滤膜浓缩牛乳的研究

采用ＰＡＮ管式超滤膜进行牛乳的浓缩试验,探讨了膜孔径、压力对透液通量和截留率的影响。结果表明,超滤膜孔径对牛乳透液通量和截留率有较大的影响,压力仅显著影响透液通量。选用聚丙烯腈（ＰＡＮ）３万膜,在０．２０ＭＰａ,４５℃条件下超滤,浓缩倍数可达２．４０,平均透液通量为９．３４ｋｇ／ｍ２ｈ,蛋白质截留率在９１．１０％以上,钙、磷等矿质元素也有较高的截留率,乳糖截留率在１３．３０％以下。     

纤维素微纳晶体制备复合超滤膜材料的研究

为改善普通聚砜超滤膜水通量低、亲水性差、不耐污染的缺点,该文以纤维素浆粕为原料,通过超声波辅助酸催化水解的方式制得纤维素微纳晶体,并对其性能进行表征;将所得产品和聚砜共混,采用浸没沉淀相转化工艺制备超滤膜材料,测定超滤膜的水通量、截留率、平均孔径、孔隙率、抗张强度等性能。结果表明:随着纤维素微纳晶体用量的增加,超滤膜的水通量逐渐增大;当纤维素添加量与聚砜质量分数达30%时,超滤膜水通量可达234.2 L/(m2·h),牛血清蛋白溶液截留率为93.4%。纤维素微纳晶体的加入提高了膜的水通量,明显改善了聚砜超滤膜的性能。此外,通过红外及原子力显微镜对复合超滤膜进行了表征。      

SiO2纳米粒子改性PVDF复合材料气体渗透行为

为改进聚偏氟乙烯(PVDF)的渗透性能，采用硅烷偶联剂3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)对SiO₂进行表面改性，通过熔融共混法制备SiO₂/PVDF纳米复合材料，并研究改性前后纳米粒子对复合材料热力学性能、力学性能及气体阻隔性的影响。结果表明改性SiO₂(N-SiO₂)在基体中的分散性显著提高：掺杂改性纳米粒子后，PVDF的渗透系数显著降低；由于改性SiO₂良好的分散性，PVDF/N-SiO₂阻隔性能更为优异，其中1.0%N-SiO₂体系的渗透系数较纯PVDF降低18.6%，气体阻隔性最佳；随着温度上升，复合材料的渗透系数随之增加。研究结果可为柔性立管内衬层材料阻隔性改善提供参考。(图9，表2，参20)     

菠萝蛋白酶超滤提取工艺的响应面优化研究

采用超滤法从菠萝加工下脚料(主要是皮和芯)所榨的汁中分离纯化菠萝蛋白酶,在单因素试验的基础上,以超滤压力、温度和膜进口流速为试验因子,采用Box-Behnken中心组合进行响应面试验设计,并建立二次响应面回归模型,研究其对酶活截留率和膜通量的影响.结果表明,压力、温度、膜进口流速3个单因素对超滤效果都有显著影响,而交互作用中,只有温度和其他两个因素之间的交互作用对酶活截留率的影响显著;并得最佳工艺条件为:压力266(±2)kPa,温度12(±0.5)℃,膜进口流速21(±0.2)mL/s,在此条件下的酶活截留率预测值为88.45％,膜通量预测值为78 mL/s,与实测值的相对误差都在2％之内.结果表明该模型拟合情况良好,可以使用该模型来分析菠萝蛋白酶提取响应值的变化.     

N503为载体的支撑液膜体系中W(Ⅵ)的传输

【目的】探求支撑液膜法迁移W(Ⅵ)的最佳条件。【方法】采用多孔聚偏氟乙烯膜-N,N-二(1-甲基庚基)乙酰胺(N503)-煤油支撑液膜体系,研究了W(Ⅵ)的传输行为,考察了膜浸湿时间、搅拌速度、料液相pH、载体体积分数、W(Ⅵ)起始浓度、反应体系温度、离子强度和迁移时间等因素对W(Ⅵ)传输的影响,确定了最佳传输条件,并在此条件下对W(Ⅵ)、Mo(Ⅵ)进行了分离。【结果】多孔聚偏氟乙烯膜-N,N-二(1-甲基庚基)乙酰胺(N503)-煤油支撑液膜体系传输W(Ⅵ)的最佳条件为:膜浸湿时间70 min,搅拌速度为350~400 r/min,料液相pH为4.0~4.5,载体体积分数为25%~30%,水相离子强度为0.3~0.6,反应体系温度为288~308 K,W(Ⅵ)的最佳起始浓度为1.0×10-4~8.0×10-4mol/L,迁移时间为90 min,在此条件下W(Ⅵ)的迁移率可达95%以上。【结论】利用以N503为载体的支撑液膜体系和研究建立的W(Ⅵ)传输条件,可以实现W(Ⅵ)与Mo(Ⅵ)的分离。     

膜技术分离回收金银花蒸馏残渣中绿原酸的流程分析

对膜技术分离回收金银花蒸馏残渣中绿原酸的过程进行分析研究.结果表明,MF2膜的通量可高达167.7 kg·h-1,UF2膜的通量可达148.8 kg·h-1和NF2(500)膜的通量可达109.8 kg·h-1,分别明显高于MF1(103.6kg·h-1)、UF1(48.0 kg·h-1)和NF1(45.6 kg·h-1);其次,研究了浓缩液的水洗对绿原酸截留率的影响,结果表明,经一次水洗后,MF2膜的截留率可由12.5%降低到3.4%,UF2膜的截留率可由15%降低到8%;最后,分析了膜分离过程中各物料的成分,结果表明,纳滤浓缩液含绿原酸为17 964 mg·L-1,比原提取液提高了24.8倍,绿原酸的纯度由2.8%上升到27.0%.     

可用于功能性成分研究的Caco-2细胞中空纤维反应器的构建

为了构建一种新型的Caco-2细胞中空纤维膜反应器,探究该模型应用于研究功能性成分吸收转运的可行性,利用体外细胞培养技术,将Caco-2细胞接种于聚醚砜(polyethersulfone,PES)和聚偏氟乙烯(polyvinylidenefluoride,PVDF)中空纤维膜上,与经典的Transwell单层培养模型进行比较,探讨不同材料对细胞模型的影响;同时,利用光学显微镜和扫描电镜观察细胞形态学特点,通过细胞功能表征方法,包括用3-(4,5-二甲基噻唑-2)-2,5-二苯基四氮唑溴盐比色法绘制细胞生长曲线,荧光免疫染色观察验证细胞单层的完整性和通透性,测定细胞的碱性磷酸酶和谷氨酰转肽酶活性来验证细胞的刷状缘酶系活性,从而对Caco-2细胞在3维中空纤维反应器与2维模型中的增殖分化状况进行对比和评价.细胞形态学观察结果表明:Caco-2细胞于接种10d后铺展良好,轮廓清晰,逐渐融合形成细胞单层和完整的紧密连接;刷状缘酶系活性检测表明:Caco-2细胞于接种后8~14d内完成功能分化并且活性水平高于在Transwell模型上培养的细胞.因此,聚醚砜和聚偏氟乙烯中空纤维膜能有效促进细胞增殖,缩短细胞分化周期,从而形成高效稳定的3维细胞模型;同时,中空纤维膜Caco-2细胞3维反应器已经具备甚至高于传统的Transwell单层模型所具有的功能.     

江西大岗山不同密度杉木林林冠截留特征研究

[目的]研究不同密度杉木林林冠截留特征.[方法]选取江西大岗山生态系统定位研究站不同密度杉木林作为研究对象,分析了不同密度杉木林林冠截留量与降雨量、降雨强度、降雨历时之间的关系,比较不同密度人工杉木林的截留特征.[结果]观测期间,试验区总降雨量为501.4mm,6个密度人工杉木林林冠截留量在55.8 ～153.6mm,截留率在11.1％～30.6％,其中N1750林分截留率最大,N2700林分截留率最小,二者截留量相差97.8 mm.1993年营造的3个密度（N970、N1220、N1750）杉木林林冠截留量在117.9 ～153.6 mm范围内,1981年营造的3个密度N2700、N3500、N4700杉木林林冠截留量在55.8 ～78.9 mm范围内.在同一个降雨量和降雨强度下,N970、N1220、N17503个林分平均截留量均大于另外3个林分.[结论]不同林龄截留量是有差异的.林冠截留量与降雨量存在着极紧密的正相关,截留率与降雨量呈负相关.在中雨降雨量相近的情况下,降雨强度对截留的影响非常明显,降雨强度越大,截留量越小;在小雨情况下,反而降雨强度越大,截留量越多.     

含氟聚合物对电解质电导率的影响

采用溶液浇铸的方法制备了以PEO LiClO4(聚氧乙烯高氯酸锂)为基质的共混聚合物膜.运用差热示差扫描热分析和交流阻抗的测试方法,研究了聚合物电解质电导率的影响因素.交流阻抗的测试结果显示,随着PVDF(偏氟乙烯)的加入,含有PEO LiClO4的聚合物电解质的离子电导率会随之下降,然而偏氟乙烯六氟丙烯共聚物P(VDF HFP)加入后,在适量范围内聚合物电解质的电导率会增加.当PEO∶P(VDF HFP)的质量分数为1∶0.5时,电导率(δ)最大,其值为2.3×10-4S/cm.DSC的测试结果表明,P(VDF HFP)的加入后,混合物的熔融温度和熔融峰热焓都会随之下降.研究表明对PEO的共混改性可以显著提高电解质电导率.     

超滤纯化青稞β-葡聚糖的研究

为对青稞(Hordeum vulgare)β-葡聚糖进行纯化,以膜通量为指标,采用单因素和正交试验,对青稞β-葡聚糖进行超滤处理,分析超滤过程中操作压力、温度和料液流速对膜通量的影响。结果表明,优化的超滤条件为操作压力0.12 MPa、温度45℃、料液流速20 mL/s。该条件下超滤膜通量可达38.5 L/(m2·h),β-葡聚糖截留率达到99.2%,表明超滤处理可应用于青稞β-葡聚糖纯化。     

膜孔径对沼液超滤浓缩过程养分和污染物富集的调控作用

为确定适用于沼液浓缩的低污染高截留超滤（UF）膜孔径,选取鸡粪沼液为浓缩对象,采用膜孔径为500、100、50、30 KD的UF膜（平均膜孔径分别为20、6、4 nm和3 nm）进行浓缩处理,考察不同孔径UF膜对沼液浓缩过程中养分和风险污染物迁移的调控作用。结果表明：不同孔径UF膜的水通量均呈现快速降低-平稳-再降低的三段式现象,整体降低38%～49%,且低孔径膜下降更为明显。不同孔径UF膜对沼液中有机质的截留效果整体差异不显著,对TP、TN、TK等养分的截留率随孔径缩小而逐渐提高。同时,不同孔径UF膜对Ca、Mg、Fe和Zn 4种中微量元素的截留性能相似,对重金属和抗生素的截留性能也随孔径的缩小而逐步提升,对Cu和Pb的截留率均可达到100%。综合稳定水通量、养分截留和风险污染物富集,确定适用于沼液浓缩的UF膜孔径为100 KD。