膜材料与膜过程国家重点实验的研究情况及规律总结

膜材料与膜过程国家重点实验的研究情况及规律总结经查阅万方、维普等数据库，膜材料与膜过程国家重点实验室共发表期刊论文23篇、会议论文21篇、中外专利6篇，主要发表在《膜科学与技术》、《膜技术分离》、《化工新型材料》、《天津工业大学学报》等杂志上。以下对实验室的研究情况和规律进行相应的总结。首先，我们先关注一下实验室基体膜的发展进程。2009年4月发表的《光催化复合膜制备及其性能研究》中提到了陶瓷膜基体，实验室对陶瓷膜的研究已有一段时间，通过浸渍一提拉法将溶胶涂敷到陶瓷膜基体上制备一种具有抗污染性能的光催化复合膜，比起传统的陶瓷膜具有更好的过滤性能．碳膜是一种重要的碳基膜材料，它结合了碳材料的结构性能与膜材料的优势，具有更好的分离性能，一直是实验室研究的重点，被广泛应用于膜分离技术及膜催化剂的研究实验中。祁文博等在《BDAF-PMDA型聚酰亚胺炭膜的制备及其气体分离性能的研究》中，以BDAF为二胺单体，PMDA为二酐单体，合成BDAF-PMDA型聚酰亚胺炭膜，气体渗透性好，实现了对CO2有优先渗透。同时，实验室还对聚酰亚胺低温热解炭膜的制备及气体分离性能进行了研究。2013年4月发表的《导电微滤炭膜的制备及其性能研究》，介绍了一种膜／电极材料——导电微滤炭膜，通过在炭膜中加入造孔刘、导电炭黑研究其导电性能与孔结构性能的关系；并考察了在低压电场作用下，导电微滤炭膜水通量的变化规律及电化学氧化对亚甲基蓝处理效果的影响．结果表明，炭膜的孔隙率及炭黑的加入、低压电场的作用、电渗效应和电化学反应的存在都与其导电性能有关，同时通过对吸附膜表面亚甲基蓝的氧化降解作用，使炭膜表现出一定的抗膜污染能力．同时，钛基电催化膜的研究也取得了较好的成绩，以负载纳米MnOz的导电微孔钛膜为阳极，不锈钢为阴极，构建电催化膜反应器用于正丙醇电化学合成丙酸的实验，考察了电催化膜反应器操作电压、电流密度、反应温度、溶液pH值及停留时间对正丙醇转化率和丙酸选择性的影响，采用响应面法对操作电压、反应温度、溶液pH值及停留时间4个参数进行优化。另外，实验室还与中国石油大学合作研究了底膜对脱硫用羟乙基纤维素复合膜性能的影响，以聚偏氟乙烯(PDVF)为底膜材料，固定活性层膜液配方，改变底膜铸膜液添加剂的含量，制备出不同的汽油脱硫用HEC复合膜．以催化裂化(FCC)汽油为料液，对各种复合膜进行评价，讨论了底膜对HEC复合膜PV性能和汽油组分传质的影响．第二，实验室对膜类型的研究也是多方面的。主要针对是中空纤维膜和共混膜的研究。对中空纤维膜主要从疏水性、亲和性、多孔道及其结构和性能等方面进行了研究。例如，对PVDF疏水中空纤维膜的研究，是利用高孔隙率的聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维疏水膜进行真空膜蒸馏(VMD)脱盐实验。着重研究了中空纤维膜内径、壁厚，组件长度、装填纤维数目等结构参数对VMD性能的影响。对共混膜的研究主要从应用的角度进行了研究。例如，通过对PVA/PSSA共混膜催化酯化制备生物柴油进行研究，表明该共混膜可以作为酸性催化剂催化酯化制备生物柴油。第三、对磁化水的研究也是实验研究的重点。在工业和家庭用水设备中，水垢会堵塞水管，影响热交换器的工作效率，从而导致较大的经济损失和技术问题。长期以来，人们对水垢的组成、预防以及水的软化进行了大量的研究，并找到不同的防垢方法。该实验室着重研究了磁场对Ca（HCO3)2溶液的物理性能及CaC03结晶的影响。分别对含有不同活度值的过饱和Ca（HCO3)2溶液进行无磁和有磁处理(磁场强度为0．4T)，监测处理过程中溶液的电导率和pH值．井用扫描电子显微镜(SEM)和x—射线衍射(XRD)分析其CaC03结晶的形态和形貌．实验结果表明，在一定浓度范圉内磁场可以提高溶液的电导率和pH值，溶液的浓度越高，磁化效果越弱；磁场作用后溶液的CaC03，结晶中文石含量明显提高。这是因为磁场可以改变溶液的物理化学性质，并直接影响到污垢的形成和生长。刘景霞等研究了磁化水处理在防垢和膜分离中的应用，分析了其中的机理，对膜分离过程中的研究和应用进行了综述。目前的机理不十分明确，还不能从基本原理出发定义磁化水处理的最佳操作条件和影响因素等，加强定量研究是发展磁化水控制膜污染的发展趋势。第四．研究内容和试验方法的多样性。研究内容上，从大豆油脱臭馏出物渣油中提取甾醇的研究到含油废水处理的电催化膜反应器优化设计，从磷钨酸催化合成油酸甲酯及其动力学的研究到探讨氯化锌和氯甲醚用量对氯甲基化聚砜氯舍量的影响，从膜一生物反应器中“污染2阶段污染特性的研究到纳米镁铝水滑石的制备及其对聚氨酯阻燃性能的影响，涉及做个方面。试验方法上，通过正交试验和响应面法确定了最佳工艺条件是主要的方法。第五，对超声波在线监测的研究一直是实验室的重点项目。研究内容如下：超声波法在线监测聚乙烯-乙烯醇分离膜成形过程，采用超声波穿透法在线监测聚乙烯-乙烯醇（EVAL）微孔分离膜的成形过程。超声波在线监测磁场对纳滤中CaC03沉积的影响，分别在有磁和无磁条件下实时监测CaC03垢在纳滤膜上的沉积和生长过程。超声波在线监测纳滤膜无机和生物污染，采用超声波时域反射法在线监测纳滤膜的污染过程。超声波在线监测中空纤维超滤膜污染，采用聚砜中空纤维超滤膜对3种不同浓度含油废水进行过滤，并用超声监测技术对膜污染情况进行了在线监测。超声技术结合小波分析在线监测中空纤维膜污染。超声监测纳滤中生物膜对硫酸钙沉积的影响。超声波在线监测卷式反渗透膜污染及清洗。