纳米硅酸对聚偏氟乙烯膜性能的影响研究

聚偏氟乙烯（PVDF）膜表面能极低,疏水性好,但其强疏水性导致膜表面容易产生吸附污染,使膜通量和截留率2项主要分离指标下降,膜的使用寿命缩短。为此,以质量分数为14％的聚偏氟乙烯为基质,以纳米硅酸为填充剂,以N,N一二甲基甲酰胺为溶剂,配制铸膜液,以蒸馏水为凝胶浴,采用浸没相转化法制成多孔共混膜,用红外光谱仪对改性前后的PVDF成品膜进行红外透过光谱测试,并分别对不同硅酸添加量下膜的纯水通量、油水截留率进行试验。结果表明,当硅酸的添加量为2．0％时,PVDF膜的纯水通量和截留率的综合性能最好。[     

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。     

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。     

隔膜式气敏氨电极的研制

本文对隔膜式气敏氨电极的制备方法及其分析性能进行了实验研究,对用不同敏感玻璃成份制成的平板玻璃电极进行了实验比较。视不同成份膜电阻在10—1000MΩ范围内变化,含有铀及钽的敏感玻璃膜电阻较低。本文详述了在玻璃板上用流延法制备聚偏氟乙烯微孔膜的方法,用邻苯二甲酸二丁酯及磷酸三丁酯混合物作成孔剂效果较佳。电极在1—1000微克氨/毫升范围呈能斯特响应,检测下限约为0.1微克氨/毫升。     

负载百里酚的聚己内酯纳米纤维膜制备及保鲜应用研究

现有的传统活性保鲜包装存在孔隙率低、透气性差等缺点，因此制备纳米级保鲜控释包装材料是果蔬采后贮藏和物流领域中的研究热点。本研究采用溶液吹塑纺丝技术制备负载百里酚（thymol, THY）的聚己内酯（polycaprolactone, PCL）纳米纤维膜，并通过材料表征和抑菌实验对THY/PCL纳米纤维膜的性能进行评价。结果表明：负载THY后，PCL纳米纤维膜的结晶度降低，热稳定性提高，而水蒸气透过性能、表面疏水性与机械性能未受影响。此外，THY/PCL纳米纤维膜对大肠埃希菌和金黄色葡萄球菌表现出良好的抑菌活性，展现了在果蔬采后保鲜领域良好的应用前景。     

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.     

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.     

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。     

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.     

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)     

X射线衍射原理及掺杂石墨烯的物相分析

目的 X射线衍射技术是一种不损害材料、能够精确测量样品结构信息的测量技术。介绍了X射线衍射(XRD)的工作原理,利用XRD对银/氮掺杂石墨烯的X射线衍射花样进行分析。方法通过氧化还原法(Hummer)制备了氧化石墨烯,利用微波溶剂热法制备了氮掺杂石墨烯,并以氮掺杂石墨烯(N-RGO)作为银纳米粒子的载体,制备了银/氮掺杂石墨烯(Ag/N-RGO)纳米杂化材料。结果通过XRD物相分析得知银纳米粒子为面心立方晶型,明确显示银纳米粒子及氮元素成功掺入石墨烯中。结论研究结果对XRD的表征原理及掺杂石墨烯材料学的发展具有指导意义和实用价值。     

静电纺CNC增强PMMA纳米复合纤维的制备与性能

为了提高聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate, PMMA)纳米纤维的力学强度,以纳米纤维素晶体(cellulose nanocrystals, CNC)为增强体,采用静电纺丝技术制备了CNC/PMMA纳米复合纤维,考察了CNC添加量对CNC/PMMA纳米复合纤维的微观形貌、力学性能和热学性能的影响,结果表明CNC可均匀分布在电纺液和PMMA基体中,所制备的CNC/PMMA纳米复合纤维表面光滑,形貌规整.随着CNC添加量的增大,纳米复合纤维直径从1.37μm减小到0.48μm,表明添加CNC可显著提高CNC/PMMA纳米复合纤维的力学性能.随着CNC添加量的增加,拉伸强度呈现先增大后减小的趋势;当CNC添加量为16%时,CNC/PMMA纳米复合纤维的力学性能最优,最大拉伸强度为0.31 MPa,比纯PMMA纳米纤维提高107%.此外,添加CNC可小幅提高CNC/PMMA纳米复合纤维的玻璃化转变温度和热稳定性.     

膜生物反应器系统处理生活污水的中试研究

[目的]考察膜生物反应器(MBR)对生活污水中COD和氨氮的去除效果。[方法]以成都市第二污水处理厂进水为中试用水,采用由自主开发的聚偏氟乙烯制成的高性能中空纤维膜材料做的膜组件进行中试研究,试验工艺为A/O-MBR,对MBR在实际废水中的性能进行评估。[结果]采用MBR处理生活污水,对CODCr去除率平均水平在90%以上,且在进水CODCr波动比较大的情况下,保持相90%以上。运行期间,回流量维持在5 m3/h,出水流量在1.3～2.2 m3/h变动,相应的HRT在6.7～12.0 h变动,但出水水质并没有较大变化,说明MBR系统对HRT的要求并不高。[结论]MBR对生活污水中的COD和氨氮具有良好的去除效果。     

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%。     

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。     

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。     

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。     

高强度聚偏氟乙烯纤维的熔融纺丝法制备

为得到高拉伸强度的聚偏氟乙烯(PVDF)纤维,通过正交试验和单因素试验,研究了熔融纺丝法制备PVDF纤维的工艺条件,并利用热分析(DSC)、红外光谱法(FT-IR)、X射线衍射(XRD)和拉伸试验研究了纤维的晶体结构、晶区取向和力学性能.研究结果表明:纺丝过程中影响纤维拉伸强度的因素主次顺序为卷绕速度＞喷头温度＞喷嘴直径＞入水距离,最优条件为卷绕速率10.2 m/min,喷头温度240℃,喷嘴直径2.0 mm,入水距离40 cm;初生纤维既含有α晶型,也有β晶型,冷拉伸使得纤维发生α→β晶型转变,总体结晶度和取向度均有提高,拉伸强度明显提高,并在最大拉伸倍数6.5倍左右达到最大值591 MPa.     

海藻基超细纤维的制备及其电化学储能研究

本文采用静电纺丝技术制备海藻酸钠(Sodium alginate,SA)和聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)纳米纤维电极隔膜及对其纤维结构和性能进行优化,主要研究分为以下几个方面:1)静电纺丝纳米纤维的制备:分别制备SA和PVA的纺丝前驱溶液,通过高压直流电源进行静电纺丝制备纳米纤维,获得最佳的纺丝工艺参数并考察三者作为超级电容器电极隔膜的性能及其稳定性,并由此得到SA:PVA=2:3作电极隔膜的最佳材料。2)多孔电纺纤维膜的电化学性能研究:通过交流阻抗、恒电流充放电和循环伏安分析,对SA,PVA隔膜的电化学性能进行研究。结果显示,SA:PVA=2:3时制备的SA多孔纤维电极隔膜具有较低内阻5.2Ω、比电容50.3F/g和离子电导率7.79×10~3S/cm。