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审查

聚丙烯酸酯基分离膜的制备技术、应用及展望

Nazanin Nasrollahi,Maryam Yousefpoor,Alireza Khataee,Vahid Vatanpour

a大不里士大学化学系应用化学系,伊朗大不里士,5166616471 B伊朗科技大学化学系矿物化学系,伊朗德黑兰

c大不里士大学化学系应用化学系先进水和废水处理工艺研究实验室,伊朗大不里士51666-16471 d俄罗斯人民友谊大学(RUDN University),6 Miklukho-Maklaya Street,莫斯科,117198,俄罗斯联邦e应用化学系,化学系,Kharazmi大学,15719-14911伊朗德黑兰f土耳其伊斯坦布尔Maslak 34469,伊斯坦布尔技术大学环境工程系

阿提奇莱

因福奥

文章历史记录:

接收日期2022年5月28日修订日期2022年7月27日接受日期2022年9月22日在线发布日期2022年9月27日

保留字:

聚氨酯

水处理

气体分离

淡化

a b s t r a c t

如今,获得具有良好的机械/热性能、生物相容性和工业应用的膜是科学技术中的一个巨大挑战。聚氨酯(PU)被认为是具有优异和独特性能的聚合物,例如生物降解性,生物相容性,并且排他性化学可以被认为是膜的重要组成部分,特别是在聚合物膜中。因此,本文旨在介绍聚氨酯和脲键的性质、结构和化学,然后回顾与膜的聚合物分离相关的研究。预期聚氨酯在从柔性到刚性和从致密到发泡的各种状态下的多功能性(其可以通过选择各种起始材料容易地生产)使其成为用于各种膜应用的合适目标。 本文还重点介绍了聚氨酯及相关膜的合成方法,并考虑了扩链剂和一些填料在改变聚氨酯聚合物膜的性能方面的作用,这些膜包括交换膜、蒸馏膜、薄膜复合膜、气体分离膜以及超滤、纳滤膜和微滤膜。简要介绍了聚氨酯膜的合成方法,并对聚氨酯膜的发展前景进行了展望。

2022年韩国工业和工程化学学会。Elsevier B. V.出版,保留所有权利。

https://doi.org/10.1016/j.jiec.2022.09.038 1226- 086 X/2022韩国工业和工程化学学会。Elsevier B. V.出版,保留所有权利。

Abbreviations: AEPA, Aminoethers-orthophosphoric acid; AFM, Atomic force microscopy; BHPB, Bis (2-hydroxyethoxy) biphenyl; CA, Cellulose acetate; CdTe, Cadmium telluride; CFCIC, Choroformyloxyisophalyl chloride; CS, Chitosan; DCMD, Direct contact membrane distillation; DMMPD, N,N-dimethyl-m-phenylenediamine-; ECH, epichlorohydrin; EDX, Energy dispersive X-ray; ENMs, Electrospun nanofibrous mats; FO, Forward osmosis; FPA, Fluorinated polyurethane additive; FTIR, Fourier transform infrared spectroscope; GE, Graphene; Gly, Glycine; GYSNS, Egg yolk-shell nano structure; HA, Hydroxyapatite; HBPE, Hydrogenated bisphenol A; HDI, Hexamethylene diisocyanate; HDTMS, Hexadecytrimethoxysilane; HQE, 2-hydroxyethyl ether; IEC, Ion exchange capacity; IPDI, Isophorene diisocyanate; MD, Membrane distillation; MDEA, Methyldiethanolamine; MDI, Methylene diphenyldiisocyanate; MF, Microfiltration; MMM, Mixed matrix membrane; MMPD, 4-methylphenylene diamine; MOF, Metal organic frame work; MPD, m-phenylenediamine; MTPU, Multifunction PU; NF, Nanofiltration; PA, Polyamide; PAUI, Polyamide-urethane-imide; PAUt, Polyamide-urethane; PPDA, Polydimethyl diallyl ammonium chloride; PDMO, Polytetramethylene oxide; PDMS, Polydimethylsiloxane; PEBA, Polyether block amide; PEEK, Polyether ether ketone; PEG, Polyethylene glycol; PEM, Proton exchange membrane; PEMFC, Proton exchange membrane fuel cell; PEO, Polyethylene oxide; PES, Polyether sulfone; PET, Polyethylene tereohthalate; PETMP, Pentaaerylthritol tetrakis (3-mercaptopropionate); PMEA, Poly (2-methoxylacrylate); PMMA, Polymethyl methacrylate; PPG, Polypropylene glycol; PSF, Polysulfone; PSS, Polystyrene sulphonate; PTFE, Polytetrafluoroethylene; PTMO, Polyoxyltetramethylene; PU, Polyurethane; PUF, Polyurethane foam; PUI, Polyurethane ionomer; PUU, Polyurethane urea; PVAC, Polyvinyl acetate; PVDF, Polyvinylidene fluoride; PVP, polyvinylpyrrolidone; RO, Reverse osmosis; SA, Sodium alginate; SAPO-5, Aluminophosphate molecular sieve; SEM, Scanning electron microscopy; SGWF, Short glass wool fiber; SMMs, Surface-modifying macromolecules; TC, Tetracycline; TDI, Toluene diisocyanate; TEPA, Tetraethylenepentamine; TFC, Thin film composite; TFCNC-NF, Thin film nanocomposite-nanofiltration; TMC, Trimethyl chitosan; TMIO, 2,2,5,5tetramethyl-imidazolidine; TPU, Thermoplastic polyurethane; TS, Tetrasulfonate; UF, Ultrafiltration; UTS, Ultimate tensile strength; VMD, Vacuum membrane distillation; XRD, X-ray diffraction; ZIF, Zeolite imidazolate framework.

通讯作者。

电子邮件地址:a_khataee@tabrizu.ac.ir(A. Khataee),vahidvatanpour@khu.ac.ir(V. Vatanpour).

工业与工程化学学报116(2022)99-119

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工业与工程化学杂志

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内容

介绍

100

聚氨酯聚合物

102

聚氨酯化学 102

硬质聚氨酯泡沫

103

柔性聚氨酯泡沫

103

聚氨酯离聚物(PUI

103

涂料、粘合剂、密封剂和弹性体

103

聚氨酯在制膜中的应用

103

气体分离膜 104

渗透蒸发106

相转化过滤膜108

薄膜复合反渗透/正渗透膜110

膜蒸馏

114

交换膜

115

结论和展望

117

竞争利益声明

117

致谢

117

引用

117

介绍

生产具有上级特性的聚合物膜的流行途径是混合不同类型的聚合物以获得具有比初始组分更多应用性质的最终生产的膜[1-5]。在最近关于混合物膜的研究中,橡胶状和玻璃状聚合物应该混合在一起,以制备理想的混合基质膜,该混合基质膜包含预期的性质,例如橡胶状聚合物的渗透性和玻璃酮的高选择性[1,6]。

在已用于生产分离应用中的膜的多重聚合物中[7-9],聚氨酯(PU)被定义为表现出特定特性的最佳聚合物之一,所述特定特性例如生物相容性、生物降解性、柔性、耐热性、低温效率、弹性强度和在不同pH下的耐久性、低成本和简单制造[10-12]。由于这些巨大的特性,PU包括多种应用,包括覆盖物、粘性、密封剂、脂肪、着色、抛光剂、皮革、轮胎、纤维、仿生物质、弹性体等。例如,它在许多特定设备(如海洋设备)中用作含有环境不友好有机化合物的氯化橡胶的替代品[14]。汽车工厂使用聚氨酯泡沫(PUF)作为汽车座椅和内部衬垫中乳胶橡胶的替代品,因为它的低拥塞和更好的灵活性[14,15]。

值得一提的是,纯PU在坚韧情况下会失去足够的耐热性、机械性和耐腐蚀性[1618]。因此,其不适当的形态和结构特征应通过共混或形成PU的复合材料进行修改,以使其即使在恶劣的环境条件下也能够提供良好的服务。为了进行这种改性,在其他地方讨论了聚苯胺、聚吡咯和聚噻吩在PU基质中的使用[19]。此外,PU由于其显著的物理和可膨胀(拉伸)强度、良好的化学持久性、生物相容性和真实的机械性能而被广泛接受用作膜构造聚合物[20]。

表1给出了PU和一些矿物添加剂如用于制造聚合物膜的M0 F之间的简要比较[21-23]。

多官能异氰酸酯和多元醇是聚氨酯的主要成分。改性聚氨酯的链长和化学性质以及聚合物链之间的自由体积和极性基团的密度在聚氨酯结构中起着重要作用,并将有助于合成不同结构情况下的聚氨酯,如线性或交联状态。对于PU的不同部分(图1a),聚醚基团是PU软部分的基本组分,硬部分可以通过排列低分子量的二异氰酸酯获得。术语聚氨酯用于表示由聚加成物形成的聚合物。

表1

PU和矿物添加剂在膜制造中的简要比较。

添加剂

优缺点

PU

 在聚合物基材中完全均匀分布聚合物基材膜易于通过共混方法改性,在水和潮湿介质中稳定

无机添加剂

 它们中的大多数不是环境友好的,提取它们的天然类型是耗时且昂贵的,改性方法包括化学、涂覆、复合或组合方法,这些方法不像共混那样容易。它们中的一些如沸石颗粒面临形成聚集体产生缺陷的问题,特别是如果聚合物基质由玻璃状聚合物组成时。

MOFs

 它们中的大多数不是环境友好的,生物相容性或生物降解性存在差的MOF/聚合物界面相容性并且在基础聚合物膜中不完全均匀,制造各种类型的MOF的过程不像PU制备那样容易。膜及其组件必须对水分稳定,MOFs是金属配体配位化合物,固有地对与水的反应不稳定

N. Nasrollahi,M. Yousefpoor,A. Khataee等人

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100

多官能异氰酸酯与带有至少两个羟基的分子的反应(图1b和1c)。这两部分之间的不一致性导致PU结构中发生相分离,这是由于两部分之间的氢键膨胀而发生的[24]。由于这种独特的结构,PU在气体分离膜中的应用引起了极大的关注。这两个结构和区段在图1中描绘。

PU的软部负责气体允许。另一方面,硬部分负责形成交联剂结构,并带来PU性能的变化,如结晶度,密度和形态。在这方面,Ameri等人[28]研究了通过氧化铝颗粒作为PU膜基质中的感叹词的前奏来分离CO/CH、CO /N和O /N。除了PU膜之外,这些含有氧化铝颗粒的膜在所涉及的气体中表现出比裸膜和环氧纳米颗粒(NP)更大的渗透性和选择性。应该提到的是,将这些纳米颗粒加入环氧纳米颗粒中并没有导致更好的渗透性,但显著提高了PU膜的电导率[29-32]。

此外,Amedi等人[33]研究了填充有不同种类的NP(如二氧化硅、ZMS-5和ZIF-8)的PU膜中二氧化碳和甲烷混合气体的渗透性和选择性。选择ZIF-8作为最佳填料,其改进了CO纯化的选择性和渗透性。-CD-MOF被称为环境友好型填料,其是从淀粉中获得的。

它被认为是最适合用于气体捕集的MOFs之一,也是二氧化碳和甲烷吸收的吸附剂。它是以钾和VCD为原料,通过气相扩散法合成的。

V-CD-MOF含有直径为1.7 nm的空穴和大量的(-OH)基团。Mehmood等人[34]使用V-CD-MOF作为吸附剂,PU作为聚合物基质,因为其具有疏水性内孔和亲水性外孔。由于PU具有天然疏水性,因此V-CD-MOF有望在PU/ V-CD-MOF基体中保持其结晶性,这一点已成功实现。V-CD-MOF对CO的高度关注是由于其结构中含有大量的羟基。此外,应该提到的是,氨基甲酸酯基团显示出更多的态度CO,因此,它是一种有效的结构,用于分离CO/CH混合物中的CO。

一些研究综述了聚合物-粘土[20,35 -37]和聚合物-石墨烯[38,39]混合结构的制备、表征和应用。同时,对聚氨酯与纳米复合材料共混作为膜/膜/涂料的气体分离性能进行了综述。该综述[20]解释了与通过聚合物纳米复合材料的气体输送机制相关的整个概念,例如可以改变PU纳米复合材料的气体分离特性的不同因素。

Rangabhashiyam等人[40]回顾了通过PUF作为吸附剂来修复废水污染物。它包括用于合成PU作为吸附剂的方法及其在消除不同种类的水污染物中的可能用途。

97

98

Fig. 1. (a)线性[24]和(B)交联聚氨酯[25](经Elsevier许可);(c)用于制备聚氨酯的催化反应[26](经John Wiley许可);(d)使用(a)环状和(B)无环胍[27]在IPDI和PDMO 650之间进行的用于PU制备的有机催化反应。

N. Nasrollahi,M. Yousefpoor,A. Khataee等人

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101

Akindoyo等人。[13]综述了不同类型的PU,它们的合成和应用,旨在研究PU的不同方面,如合成方法,表征和不同的应用。

基于一些已发表的关于PU的综述,Cheng等人[41]研究了聚氨酯的微相分离,这是硬链段和软链段之间热力学不相容的结果。他们使用不同的表征方法,如:傅里叶变换红外光谱(FTIR),差示扫描量热法(DSC),动态热机械分析仪(DMA),原子力显微镜(AFM),透射电子显微镜(TEM)和小角X射线散射(SAXS)来研究聚氨酯的不同性能。在另一项研究中,Guo等人。[42]专注于分离油和水混合物的全球性问题,以及聚氨酯作为一种有吸引力的候选物的作用,因为它的低成本,耐磨性和优异的机械性能。Zhao等人[43]研究的超疏水聚氨酯(SHPU)的发展最近引起了极大的关注,近年来有许多激励性的报道。 他们强调了用于促进PU疏水性的三种主要方法:(1)引入硅化物或氟化物以降低表面能;(2)通过静电纺丝或纳米颗粒接枝产生微/纳米级粗糙表面;以及(3)整合前两种方法以开发协同方法。Joshi等人[20]发表了一篇关于基于聚氨酯纳米复合材料的气体阻隔膜、膜和涂层的综述文章。本文综述了聚氨酯纳米复合材料(PU)中含有片状填料(如粘土和石墨烯)的薄膜、膜和涂层的气体阻隔性能。

在另一篇综述论文中,苏丹[44]研究了释放合成有机染料的全球性问题。他综述了聚氨酯在去除有机染料方面的应用。简单和改性聚氨酯作为高效经济的染料吸附剂的应用、用于分离和吸附各种染料的聚氨酯基膜以及提高染料去除效率的聚氨酯复合材料是本文讨论的三个主要主题。尽管做了所有的研究,没有评论主要包括聚氨酯对不同类型的分离膜的改进的影响。因此,在这里详细讨论了PU的性能,以及它们作为各种交换膜、蒸馏膜、相转化过滤膜、渗透蒸发和气体分离膜中的膜的重要性,以及它们的不同制造过程。

聚氨酯聚合物

聚氨酯(PU)是一组特殊的聚合物物质,基本上不同于其他塑料物质。1937年,PU首次通过二异氰酸酯和聚酯二醇反应合成[13]。然而,PU通常通过重复氨基甲酸酯基团来制备,所述氨基甲酸酯基团定义为醇(-OH)和异氰酸酯(NCO)之间的反应以产生氨基甲酸酯基团。PU也是其他基团的组合,例如醚,酯,脲和不同的芳香族化合物[45,46]。根据生产PU的初始材料来源的巨大多样性,最终产品(PU)可分为硬、软、热塑性、粘合剂、涂料、密封剂和弹性体组。

应该提到的是,制造PU的主要需求和最大使用量与硬PUF有关,硬PUF约占生产PU总量的50%[47]。

聚氨酯化学

PU是用于来自多异氰酸酯和多元醇缩合的一类聚合物的通用名称。与主要材料的化学和有毒物质相反,PU已被发现对天然微生物的生物降解敏感。

Otto Bayer是第一个研究不同类型的PU及其性质的人。氨基甲酸酯链段是PU的重复单元,其衍生自氨基甲酸并且也以其酯类型存在[14]。

碳酸的酰胺-酯是一个通用基团。R基团的修饰和酰胺氢的取代产生许多种类的双键。然而,氨基甲酸酯基团是PU的主要部分,并且其它单元(例如,脲、酯、醚和芳族化合物)可以在不同的化合物中变化。氨基甲酸酯连接可以最容易地通过异氰酸酯-N@C@O和醇的-OH基团之间的反应产生。在该反应中,异氰酸酯的氢原子移动到异氰酸酯的氮原子的位置[14]。

二异氰酸酯与不同化合物的活性氢的反应性使PU在不同的反应中变成活性化合物。多氢氧化物化合物使PU成为工业应用的合适化合物。在酰胺键中,多官能氮化合物可以类似地应用于通过改变和改变多羟基和多官能化合物来合成各种PU。根据取代基的数目和分支链之间的间距,可以合成不同种类的PU,从纵向到分支和柔性到硬类型。最后的羟基,命名为链段,允许改变和嵌入PU链中的嵌段。这些部件的改性导致制造具有不同程度的弹性强度的PU。硬链段提供硬结晶相并包括链显影剂[14]。

由于PU的化学性质,它们可以通过聚合反应与一些化合物(如酚醛树脂,不饱和聚酯和环氧树脂)分组[13]。通常,异氰酸酯和多元醇分子之间的反应合成PU,并且该反应在催化剂或紫外光的存在下发生[48]。例如,Sardon等人[27]报道了在两种有机催化剂存在下合成PU的前景。在该反应中,使用异佛尔烯二异氰酸酯(IPDI)和聚四氢呋喃650(PDMO 650)作为组分。反应示意性地示于图1d中。催化剂的主要作用是通过异氰酸酯或羟基化合物的极化以及它们之间的极性相互作用而产生的极性相互作用。

为了进行这些类型的反应,异氰酸酯必须包括两个或更多个异氰酸酯单元(R-(N@C@O)),并且多元醇必须包括羟基(R -(OH))[13]。多元醇和异氰酸酯的类型在制备的PU的最终性能中起着重要作用[49]。例如,低分子量多元醇是制备刚性PU的主要试剂,而柔性PU是由高分子量多元醇合成的[50]。换句话说,具有长链段和柔性性质的多元醇可以产生软弹性聚合物,而具有更多交联量的多元醇可以产生坚韧和刚性聚合物。PU结构中交联的存在导致分子量和三维晶格没有限制。根据这种解释,PU的一小部分可以被认为是一个巨大的分子,这是PU的一般结构不会通过加热变得柔软或熔化的原因。 PU的性能可以通过特定工业级的多元醇来控制,

N. Nasrollahi,M. Yousefpoor,A. Khataee等人

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102

是通过对工艺条件的严格控制来合成的。另一方面,异氰酸酯通过化合物的羟基合并到PU制备中,但应该注意的是,该反应在室温下缓慢[50]。极性和低密度多元醇之间的相异性以及非极性和高密度异氰酸酯相之间的比例降低了它们的反应速度,并且使得在该方法中需要存在合适的催化剂。

芳族异氰酸酯,如甲苯二异氰酸酯(TDI)和二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI),比脂肪族结构中的类似异氰酸酯(包括异佛尔烯二异氰酸酯(IPDI))更无活性。

除了异氰酸酯和多元醇之外,各种添加剂的存在赋予PU一系列特性,并使其能够用于不同的应用[51],然而,表2中列出了一些典型的特性。

硬质聚氨酯泡沫

最常用的节能绝缘材料是刚性PUF。甘油和具有良好物理和机械特性的嘉实多油的混合物之间的反应是用于制造刚性PUF的已知方法[53]。

柔性聚氨酯泡沫

聚氨酯软、硬两部分的相分离是形成柔性聚氨酯泡沫塑料的主要原因。因此,这些种类的泡沫可以通过单独地内部控制不同部分的比例来改性。PUFs可用于不同的应用,如地毯寝具、家具、存储行业、纳米复合材料等。

[54-57]。

TPU在不同的物理性能和加工用途中显示出广泛的组成,沿着具有良好的耐冲击性和柔韧性,耐擦洗性和耐候性。加入TPU可提高不同种类产品的总体持久性[58,59]。

聚氨酯离聚物(PUI)

在PU主链的离子基团的存在下,可以改善疏水性、热性能和机械性能[13]。PUI的大多数应用是在医疗应用中发现的,例如其在人工心脏、心脏重整器的连接管和血液透析管中的使用[60]。

涂料、粘合剂、密封剂和弹性体

由于聚氨酯的各种特殊性能,如机械,化学和物理特性,它在各种应用中引起了极大的关注,如涂料,粘合剂,密封剂或弹性体[61,62],这些在[13]和[52]中详细解释。重点介绍了聚氨酯在膜制备中的应用及效果。

聚氨酯在制膜中的应用

由于前一部分中提到的PU的性质,如良好的机械和化学性能,它被认为是膜制造的重要候选材料。Saedi等人[63]制备了聚醚砜(PES)和各种PU/PES共混组合物的不对称膜,以从甲烷和二氧化碳的混合物中分离二氧化碳。他们研究了PU添加对膜的微观结构和d间距、PES的热性能和PES/PU的影响。根据他们的报告,在浇铸溶液中使用PU增加了其亲水性和d-间距和自由体积分数,并降低了膜的孔隙率; T和热阻,膜气体吸附以及通过降低朗缪尔容量的CO诱导的增塑,并且还增加了PES膜的屈服强度和屈服伸长率。溶液粘度的增加降低了膜的孔隙率和气体渗透率。 值得一提的是,共混膜的选择性在不同的进料压力,进料温度和进料组成的混合气体的显着变化。

根据制备单体的官能团不同,聚氨酯可以是疏水性的,也可以是亲水性的。Saedi等人[63]报道,聚合物-水复合物的相互作用能和净电荷转移数据表明,HO对PU的亲和力大于PES。PU和PES都可以从它们的极性中心与水形成氢键,虽然PU可以与水形成更强的氢键,因为具有较短的氢键。这表明PU比PES具有更好的亲水性,但PU本身具有疏水性,应通过引入离子基团或非离子亲水链段进行改性,以使其更容易分散在水中。

Zavastin等人[64]研究了使用醋酸纤维素和PU制造膜,并将其性能与纯纤维素制造的裸膜进行了比较。中的修饰

表2

PU的一般性质[52]。

SI

定义的特性

美国联合

196.0-232.0 °C

加工温度

385.0-450.0 °F

cm.cm

线模收缩率

in.in

204.0-232.0 °C

邮寄点

400.0-450.0 °F

g.cm

密度

69.92-77.43磅英尺

kg.cm 10

屈服抗拉强度

lb.in  10

kg.cm 10

断裂抗拉强度

lb.in  10

100.0-500.0%

伸长断裂

100.01-500.02%

0.4-31.6 kg.cm 10

拉伸模量

0.6-45.0 lb.in  10

kg.cm 10

弯曲强度屈服

6.03-60.02 lb.in 10

0.0-0.21 kg.cm 10

弯曲模量

0.12-0.41 lb.in 10

0.81-20.72 kg.cm 10

抗压强度

lb.in  10

kg.cm.cm

悬臂梁缺口,R.T.

1.51 ft.lb.in-无中断

A55-A95罗克韦尔

硬度

A55-A95 Rockwell

0.252-0.332 W.m.K

热导率

1.72-2.31 BTU.in.h.ft.°F

3.21-15.14 cm. cm.°C 10

线性热膨胀

in.in.  10

38-166 °C

偏转温度(264 psi)

100-330 °F

46-188 °C

回缩温度(66 psi)

115-370 °F

82-104 °C

连续工作温度

180-220 °F

1.7-2.9 V.mm 10

介电强度

430-730 V.10in

4.4-51

介电常数(MHz)

4.4-5.1

0.060-0.100

Dissipation factor(1 MHz)

0.060-0.100

0.10-0.60%

24小时内的吸水率

0.10-0.60%

N. Nasrollahi,M. Yousefpoor,A. Khataee等人

工业与工程化学学报116(2022)99-119

103

共混膜的特性改变了它们作为用于废水处理的突出选择。

Sivakumar等人[65]研究了不同聚合物组成和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)浓度对聚合物压缩、纯水通量和膜水力阻力的影响。他们发现,将PU添加到膜基质中使膜更适合用于分离蛋白质和金属离子。Cardea等人[66]证明,PU的参与提高了汽油脱硫过程中PEEK WC的水蒸气透过率和机械阻力。

本文按以下分类对聚氨酯对不同类型分离膜性能的改善进行了综述。

气体分离膜

当应用基于PU的膜时,有效的气体阻隔性能是许多特定应用的主要重要需求。如上所述,PU包括硬链段和软链段,并且这两部分之间的热力学不一致性发生相分离,这可以被认为是通过PU膜或涂层获得更好的气体许可的头部保护[67]。具有较高量的FFV的体积较大的聚合物显示出较高的气体渗透性,这与聚合物的硬域中较高的相分离程度和较高的链段间距相关,并且因此硬链段对气体渗透的贡献更显著。大体积膜的主要特征在于,通过使用大体积扩链剂增加气体渗透性,气体选择性也增加。 根据所获得的结果,这些聚氨酯膜的分子设计可以通过增加渗透性和选择性来增强硬链段对气体渗透的贡献[68]。

将不可渗透的填料(例如粘土或石墨烯)包封可以显著地导致PU的更好的气阻。例如,Maji等人[68]使用纳米填料改善了PU的气阻性能。他们合成了具有各种微观结构的交联PU,其中包括不同重量百分比的粘土的特定性质,以研究这些因素对PU基质气阻性能的影响。他们通过PU预聚物与三种类型的超支化多元醇材料(即H,H和H)之间的反应制备了纳米复合材料。

此外,他们使用四种浓度的粘土来研究它们对PU/粘土纳米复合材料的阻碍性能和微观结构的影响。他们报告说,增加填料重量分数缓慢降低气体透过率。由于曲折的路径(图2a),氦分子必须通过它们的随机分子运动包裹以穿透复合膜。

另一方面,随机取向的纳米粘土片减少了它们对透射率的影响,导致更好的分散性,并改善了PU基体的气阻性能。他们的研究还表明,由于用超支化多元醇处理PU,由于基质的交联密度较高和域尺寸较小,氦渗透速率显著降低。在这方面,他们还提到,线性PU的渗透率比第四代超支化PU高80%[68]。这些粘土还可以改善PU膜的选择性。例如,Isfahani等人[29]在环氧NP存在下制备了高选择性CO PU膜。所制备的PU-环氧树脂复合膜对CO具有较高的选择性,而不改变CO的渗透性。CO分离性能见图2b [29]。

气体通过聚合物膜的传输是一个复杂的过程。在第一步中,气体被吸附或溶解在膜表面或膜上

下一个步骤继续进行无定形聚合物膜/薄膜吸附,接着发生扩散。由于聚合物链的运动或热搅动,可以在无定形聚合物中产生自由体积空间,并且气体分子将在其中存在。在扩散中,给定气体的分子以连通的方式穿过这些自由空间;因此,这些自由空间的大小和数量可以决定扩散率。

另一方面,气体分子与聚合物链之间的相互作用是半结晶聚合物膜/薄膜(如PU)中气体溶解度测定的来源[69-73]。气体渗透过程会受到微晶的大小、形状和结构以及结晶度和取向的影响。PU包括非常小浓度的结晶部分,其被称为硬链段。在PU结构中,软链段的增加将显著地产生自由体积,并且气体扩散速率将通过膜/膜增加。在这方面,Hsieh等人[74]发现结晶度是改变PU膜的气体和蒸汽渗透性的重要和可靠因素之一,例如密度或T。他们宣称结晶度百分比的量是影响合成PU的气体渗透性的最可靠的因素。

Fakhar等人[75]使用两种新型大体积扩链剂制备了一系列PU膜,以研究硬链段链间距对所制备膜的性能和应用的影响。他们通过以下方法合成了六种不同的PU膜。

在第一步中,他们合成了两种基膜,用于PU和PUU的比较。他们将扩链剂添加到基于PUU的膜中,并合成了其他四种不同的膜:PUU:PUU +苯胺基扩链剂(A)+ IPDI。

PUU:PUU +(A)+二异氰酸酯(HDI)。

PUU:PUU +基于萘胺的扩链剂(N)+(IPDI)。

PUU:PUU +(N)+(HDI)。根据他们的报告:

 基于萘胺的PUU具有比基于苯胺的PUU更硬的硬链段。  基于IPDI的PUU具有比HDI更高的T,因此具有更低的FFV(硬链段和软链段的相分离)。  硬区中更多的相分离和段间间距导致比体积较大的PPU更高的FFV值。  在IPDI和HDI作为二异氰酸酯存在下,PU膜(包括体积较大的基于萘的扩链剂)中的UTS(极限拉伸强度)高于基于苯胺的膜。

由于溶液扩散机制控制致密型膜内的气体渗透性[76],所有膜的渗透性均以P(N)< P(O)< P(CH)< P(CO)的趋势增加。CO的最大渗透率值是由于CO的动力学直径较低、可压缩性较高和吸附性较强。还应该指出的是,由于CO的极性性质,PU膜的软段中的极性基团会发生强烈的相互作用。此外,在两种二异氰酸酯类别(IPDI和HDI)中,体积较大的PUU(例如PUU和PUU)由于较高的微相分离程度而具有比PUU和PUU更高的渗透性。

较大PU中的分离度和增加的硬链段链间距示于图2c中。

体积较大的聚合物的高透气性与其在聚合物的硬域中的较高的相分离程度和较大的链段间距有关。

N. Nasrollahi,M. Yousefpoor,A. Khataee等人

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104

使用更刚性和更大体积的扩链剂增加了膜的两个硬段和软段之间的相容性,并导致更高的膜性能

由于所获得的结果,所制备的膜的分子设计起着重要的作用,以提高通过改善渗透性和选择性的气体渗透的硬段的部分。

图2. (a)由于PU基质中存在不同量的纳米粘土而产生的曲折路径[20](经Elsevier许可);(B)通过PU-环氧树脂复合膜分离CO的示意图[29](经Elsevier许可);(c)在扩链剂存在下分离度和硬链段增加[62](经John Wiley许可)。

N. Nasrollahi,M. Yousefpoor,A. Khataee等人

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105

本研究最重要的特征是通过增加气体渗透性来增加膜的气体选择性[75]。

Semsarzadeh等人[77]制备了9种类型的共混膜,由PU、聚醋酸乙烯酯(PVAC)和不同量的三嵌段共聚物聚环氧乙烷聚环氧丙烷-聚环氧乙烷(Pluronic)组成。

在所制备的PU/PVAC共混膜中,气体透过率的变化趋势为:P(CO)> P(CH)> P(O)> P(N)。PU/PVAC膜,其中包括极性基团,显示出更高的CO渗透性比其他气体由于其极性性质,允许它们与极性基团的相互作用。对于甲烷,由于甲烷在聚合物中的溶解性更好,因此,在所获得的PU/PVAC共混膜中甲烷的渗透性更高,因此,它显示出更大的动力学直径朝向氮气和氧气分子。

另一方面,横截面的SEM照片显示,普朗尼克控制共混PU/PVAC膜的分散相的域的大小。增加每百份含有5-15%(wt)PVAC的PU/PVAC共混物膜中约0.5-2份的普朗尼克量导致分散相域显著减少,从而增加其渗透性。

在共混膜中,当Pluronic组分为2-4时,CO/CH和CO /N选择性均有所提高。这是由于极性环氧乙烷-环氧丙烷单元在PU/PVAC膜中产生更好的CO渗透性和更低的结晶结构。

Mandarin等人。[78]在以下程序中合成了两种类型的交联网络(XPU和XPU)。在第一步,他们通过蓖麻油(CO)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)之间的反应合成了PTPU预聚物。在下一步中,PTPU预聚物与季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)(PETMP)反应以获得交联网络。他们报告说,XPU中的低量凝胶含量可能与PTPU预聚物的存在有关,PTPU预聚物不与硫醇基团显著反应

基于所获得的结果,他们选择XPU进行进一步的研究,因为它具有更好的性能。

2014 - 04 - 04 01:00:00 01:00 01:0078.5°C)与硫醇交联反应有关,该反应可能对CO软链段的运动起区域性作用。所合成的膜被认为是一种耐高温的气体分离应用,其合适的机械性能被证实为高的拉伸强度在6.45 MPa。制造的膜将作为CO/H分离的有希望的选择选择性值提供[78]。表3简要解释了有关气体渗透类别的其他研究。

总之,膜结晶度和气体选择性之间存在直接关系。这意味着结晶度较高的膜具有较高的气体选择性,然而,结晶度较高的膜显示出较低的气体渗透性。透气性取决于聚氨酯膜中软硬段之间的相容性,相容性越好,透气性越好。有证据表明,使用大体积扩链剂可以有效地改善膜的硬段和软段之间的相容性。

渗透汽化

分离、浓缩和纯化被认为是化学工业中消耗大量能量的过程。当混合物中各组分的物理化学性质接近时,能耗问题将变得更加严重。传统的分离方法,如蒸馏,是一个高成本的过程,特别是在一些混合物中,含有沸点接近的组分。由于渗透蒸发机理是建立在组分差异如吸附和扩散性质的基础上的,它可以用作蒸馏方法的替代品,特别是当分离过程受限于混合物组分的共沸点时。在渗透蒸发过程中,混合物与致密膜的一侧的直接接触是必不可少的,因此,低压有助于具有良好渗透性的产物被

表3

对聚氨酯透气膜的进一步研究。

PU类型

制备方法

特征解释

Ref.

PU/PEBA

两步聚合

PEBA用量;膜结晶度;气体选择性;软硬段相分离;气体渗透性;

[79]

含胺(MDEA,TEPA)PU和PEG和PEG

两步聚合

PEG的分子量“,聚合物膜的自由体积“气体渗透性“。TEPA“,渗透性;但该因素不如PEG分子量有效

[80]

短玻璃棉纤维/PU(SGWF/PU)

1)溶液浇铸2)溶剂蒸发

在PU中加入1wt%的纤维后,CO渗透率和CO /CH选择性分别从27.88提高到34.88

[81]

聚己内酯基聚氨酯-二氧化硅纳米复合膜

1)溶液混合2)浇铸蒸发

SiO_2含量从0增加到30%时,N、O、CH、CO的渗透率降低,CO/N、CO /CH的选择性增加

[72]

HDTMS-PU/PSF-ZnO纤维膜

静电纺丝

PU/PSF在7:3的配比下,560 ℃时热稳定性最好,HDTMS增大了接触角,使膜表面更疏水,PU/PSF-ZnO-HDTMS提高了透湿性和抗紫外线性能

[82]

PU/AlO纳米复合材料

两步聚合

Al O纳米颗粒降低了CO、CH、O、N的渗透性,提高了CO/N、CO /CH和O /N选择性

[28]

混合基质膜- PU-NiO纳米粒子

溶液流延方法

添加1wt%NiO的MMM使CO/N选择性提高了79.21%,CO渗透率提高了1.57%。添加5wt%的MMM使CO /N选择性提高了161.1%,但CO渗透率降低了3.31%

[83]

双层PU/PES

溶液流延方法

研究了进料压力和温度。进料压力从1增加到8使CO渗透率从19.6降低到13,CO /N选择性从66降低到60。相反,温度从25 °C升高到45 C,CO /N选择性从66降低到43

[84]

PDMS/PEG基PU + PVDF基板

干-湿相转化

丙烯浓度从1.5%增加到29.1%,丙烯制氮选择性提高了105%

[1]

PU +碳酸钙PU +牡蛎粉

相转化技术

碳酸钙和牡蛎的加入均增加了气体的渗透性,这是由于自由体积的增加

[85]

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作为蒸气从膜的另一侧除去。应该认为,膜技术是目前高成本和复杂分离方法的最佳替代品。

吸附、扩散和解吸是渗透蒸发法中分子通过膜的三个主要步骤。吸附-扩散模型包括以下阶段。在第一阶段中,组分的转化发生在从渗余物流到膜边界,并且膜表面将吸附组分。其次,组分将扩散通过膜并解吸到渗透区域中。最后,组分从边界膜转移到渗透物流。该过程如图3所示。

渗透蒸发技术包括一些重要的应用,如溶剂脱水[87],从稀水性废物中去除有机污染物[88,89],异构体混合物分离[90]和有机-有机分离[91]。在这里,我们简要地解释了一些研究中,聚氨酯膜用于渗透汽化过程。

库尼亚等人[87]使用渗透蒸发技术通过PU致密膜分离二元和芳香族/脂肪族组分的混合物。结果表明,聚氨酯膜在工业溶剂中分离烃类的能力是可以接受的。在所有的组合物范围内,芳香族化合物表现出良好的吸附和渗透,而脂肪族化合物与高分子量的膜的选择性降低,导致耦合渗透。他们还提出了渗透汽化过程中的传质模型来猜测渗透物含量和多组分混合物的通量。

Wolin 'ska-Grabczyk [92]合成了基于PU的膜,以研究通过渗透蒸发方法分离苯/环己烷,使用聚氧四亚甲基(PTMO)作为软段,2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)和低分子二醇作为硬段。以4,4-双(2-羟乙氧基)联苯(BHPB)和羟乙基醚(HQE)为扩链剂,研究了硬段微区对分离的影响。结果表明,扩链后的聚氨酯膜对苯的选择透过性能优于聚氨酯膜(PTMO + TDI),但渗透汽化通量较低。此外

由于硬链段控制膜溶胀的能力,进料混合物组成的变化引起不同的传输行为。进料混合物中更多的苯浓度、基于TDI的Pus的渗透能力的指数增加以及扩链膜的线性增加行为证实了硬链段控制这种现象的能力。硬段对膜性能的影响研究表明,扩链剂中芳香单元的含量对硬段性能的影响可以忽略不计。然而,硬段长度的增加改善了选择渗透性,并降低了膜性能的渗透性。

采用原位合成法制备了多功能水性聚氨酯(WPU)膜。二硫化钼/沸石咪唑酯骨架-8(MoS@ZIF-8)NP用作初始材料,然后将这些纳米片掺入WPU乳液中(图4a)。由于纳米颗粒是刚性的,因此添加MoS@ZIF-8纳米颗粒对WPU膜的机械性能具有显著影响。随着MoS@ZIF-8掺杂量的逐渐增加,复合膜的拉伸应力和屈服强度提高。纯WPU膜的拉伸应力最小(35.9MPa),断裂伸长率最小(174.6%)。此外,通过将MoS@ZIF-8纳米颗粒引入到WPU基体中,可以改善水蒸气渗透性,因为ZIF-8的多孔结构为水分子提供了传输通道。显著地,当MoS @ZIF-8纳米颗粒含量为约0.5%时,膜的水蒸气渗透性为215。55克/米24 h),达到最佳值。与纯WPU膜(139.25 g/(m))相比24 h))时,水蒸气渗透率增加了35.4%。

由于MoS@ZIF-8纳米材料的光激发电子迅速转移到ZIF-8上,从而增强了其光催化性能,使活性氧(ROS)的产生量增加,进而杀灭细菌(93%和99.3%的大肠杆菌(E. coli和革兰氏阳性菌S.金黄色葡萄球菌在1小时内)。此外,纳米复合膜的机械稳定性也得到了显著提高。 将0.5%MoS@ZIF-8共混到WPU膜中将水蒸气渗透率提高到较高值,如215.55g/(m天)(图4 b),并以超低摩擦系数(0.05)改善了摩擦学特性(图4c)。可以得出结论,MoS@ZIF-8/WPU复合膜由于其光响应消毒性能、更高的水蒸气渗透性和良好的润滑性能,可以成为突出的多功能涂层材料[93]。

Davletbaeva等人[94]基于正磷酸的氨基醚(AEPA)合成了有机磷PU离聚物(AEPA-PU),以研究通过渗透蒸发分离醇(异丙醇)/水混合物。

APEA-PU的离聚物性质使其适合用作渗透蒸发膜。在本研究中使用了不同分子量的聚丙二醇(PPG-400、PPG-1000和PPG-2000)和分子量为400的聚乙二醇(PEG)(PEG-400),以改变AEPA组合物中离子基团的数量,并改变正磷酸超分子中氨基醚的结构。AEPA-PPG-1000-PU组合物中HPO含量的增加提高了异丙醇/水混合物中的水蒸气渗透性和渗透蒸发分离能力,这是由于磷酸根阴离子的聚簇性质。

相比之下,水通过聚合物基质的运动变得更加困难,这是由于包围簇的PPG的疏水性质。另一方面,PEG的亲水性使AEPA-PEG 400- PU膜的水蒸气渗透性和醇-水混合物的渗透汽化分离性能更好。

图3.渗透蒸发膜中的吸附-扩散模型,A(水)和B(有机物)[86](经Elsevier许可);.

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Peng等人[95]制备了一种二维蛋黄壳纳米结构(GYSNS),并将所得产物分散到PU基质中。最后将混合基质膜(MMM)用于渗透汽化法汽油脱硫应用。所制备的膜在噻吩/正辛烷混合体系中表现出噻吩选择透过性。在MMM中GYSNs的质量分数为0.8%时,性能最佳。在这种情况下,对于在正辛烷中含有1312 ppm噻吩的混合物,获得了1411g.m.h的渗透通量。因此,与普通合成聚合物相比,PU的使用解决了许多问题,例如化学和热性能差。总之,应该提到的是,渗透蒸发最近被引入作为旧的和高成本的分离技术,如蒸馏的替代技术,由于其分离机制,这是基于进料组分的吸附和扩散性能的差异。 聚氨酯膜对芳香族化合物的吸附和渗透性能使其成为渗透汽化技术从工业溶剂中分离烃类的重要选择。进料温度、膜厚度和用量以及扩链剂的种类是影响PU膜性能的一些重要因素。

建议重点关注各种改性方法,如交联剂和使用亲水性添加剂,以实现在特定情况和应用中发布的PU膜。

相转化过滤膜

水和空气净化技术被认为是本世纪的挑战。近几十年来,膜技术作为传统天然水和废水处理的替代工艺引起了特别关注[96,97]。开发各种改性方法以改善膜的渗透性、渗透性、热稳定性和机械性能,从而生产出大量适用于超滤(UF)、微滤(MF)、NF、气体分离和渗透蒸发技术的膜[98,99]。这一部分主要介绍了在MF、NF和油-水技术中制备聚合物膜的一些研究,其中PU在它们的组成中起作用。

Ciabanu等人[100]合成了一种基于PU的不对称混合基质膜(MMM)。他们用SAPO-5沸石填充PU膜以改善最终MMM的分离性能。应用的沸石是具有微孔的结晶固体和超亲水的、带负电荷的沸石。SAPO-5的带负电荷性质使其对水具有高度吸引力,并且库仑排斥导致离子交换性质。一些元素,例如硅,铝和氧,存在于沸石的骨架中(以不同的电负性值),并且它们的孔包含阳离子,水和一些其他分子[101]。

图4. (a)MoS@ZIF-8/WPU复合膜制备和抗菌效果的示意图;(B)WPU和MoS@ZIF-8共混WPU渗透蒸发膜的水蒸气渗透性和(c)摩擦系数[93](经Elsevier许可);.

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沸石的高阳离子交换能力和分子筛性质使混合基质膜更有资格用作气体和水的净化物品。

SAPO-5的孔结构和晶体结构提高了最终制备的混合基质膜的渗透性和选择性。因此,对于含有60%沸石的膜,确定了对0.02M NaCl溶液的约98%的截留率。报道的截留率是最高的值之间的其他制备mixedmatrix膜与各种量的沸石添加。他们还研究了压力变化对NaCl排斥的影响。所获得的结果证实,可以假设由于压力从0.1巴增加到4巴而导致拒绝值增加。

乔巴努等人[102]通过干-湿相转化法制备了不对称混合基质膜。它们将不同量的羟基磷灰石(HA)从10至50重量%分散在PU基质中。HA是一种合适的吸附材料,它对许多污染物表现出环境和离子交换性能。他们表示积极的((2)负(OPOH)带电基团的HA结构。的亲水性和负或正电荷的性质(在介质中具有不同的pH值)增加的渗透性与PU基质中的分散HA的量的增加。通过SEM-EDX、XRD和FTIR等表征手段证实了PU膜的NAH基团与HA的OH基团之间形成了氢键。令人惊讶的是,当50重量%的HA分散在PU基质中时,水通量从392.1急剧增加到1110.7 L.m.h。

在另一项研究[103]中,通过亚甲基二苯基二异氰酸酯(MDI)和三代超支化聚酯(聚(双-MPA)(H20,H30,H40))的界面聚合制备PU薄膜复合(TFC)纳滤(NF)膜。这些超支化聚酯分子量的不同导致最终制得的膜的性能不同。H40和H20分别具有最大和最小的分子量。最终制备的膜的性能如下所示。

* 粗糙度顺序:基于H20的>基于H30的>基于H40的,并且所报告的趋势意味着基于H40的表面比其他表面更光滑。因此,最高的亲水性属于基于H40的TFC膜。稳定团簇的形成与极性羟基之间的氢键相互作用有关,即使在具有有机性质的溶剂中也能形成。

* 随着膜亲水性的改善,膜耐污染性得到改善。连接到HBPE的未改性的羟基基团的水分子之间的氢键导致了主要的空间排斥效应,因此,防止蛋白质吸附。这一解释被AFM分析的结果所证实。

* MDI和HBPE浓度的增加导致膜层更厚、更粗糙和更高的致密化,并且膜的水通量按以下趋势降低:水通量顺序:PES支撑体> H20基> H30基> H40基在本研究中,膜表面上的正电荷通过盐截留实验证实。

Mohsen Moslehi等人[104]通过界面聚合技术制备了TFNC-NF膜。在第一步中,他们通过无针静电纺丝技术制备了PU静电纺丝纳米纤维,用作具有高可接受性和可持续性的中间层。其次,采用反相界面聚合法在制备的中间层上涂覆聚酰胺(PA)薄膜,制备出可用于水净化应用的TFNC-NF膜

他们通过Na SO、MgSO、MgCl和NaCl溶液的盐截留率和水通量评估了TFNC-NF膜的NF性能。根据他们的报告,新制备的膜的机械稳定性的显着改善与PA活性层和纳米纤维垫的粘附力的显着增加一致,这影响了渗透的结果。总的来说,他们得出结论,纤维尺寸改性在薄阻隔活性层的不同性质(纳米纤维膜孔径、孔隙率和均匀性质量)和NF性能中可能是有效的。然而,应该考虑的是,由于在界面聚合期间使用ENM作为支撑层,孔径扩大面临限制。

为了选择性去除镉,亚当斯等人[105]通过相转化法制备了聚砜(PSF)/b-CD)PU复合膜。通过红外光谱表征了b-CD PU的酰胺基与PSf的磺酰基之间的氢键或共价键,证实了b-CD PU的酰胺基与PSf的磺酰基之间的相容性。将少量的β-环糊精PU(5wt%)混合到复合膜中,改善了PSF的亲水性、水通量、截留率和热稳定性。他们观察到添加更多量的β-环糊精PU(约10重量%)降低了最终复合膜的机械稳定性。共混物膜的整个表面中的空隙的存在下改变了PSf膜的极限拉伸强度(UTS),通过加入b-CD的值更少。因此,他们证实,将β-环糊精PU与PSF混合产生具有更高水通量和更好截留能力的可行NF膜。

在类似的研究中,他们研究了(PSF)/β-CD PU复合膜用于葡萄糖分离的能力。证实了b-CDPU的羟基与PSf的磺酰基之间存在氢键。一个新的特定键的形成导致更好的吸水性和MMM的亲水性。用溶解扩散法测定了葡萄糖截留率,截留率达99.88%以上。根据他们的分析,MMMS晶体结构中缺乏吸附位点导致水和葡萄糖分子的更多传质,并最终导致葡萄糖截留率较高[106]。

为了制备MF膜,Haitao Wang等人[107]通过静电纺丝方法制备了PU/沸石咪唑酯骨架纳米纤维膜。由于ZIF含量存在下PU的更大表面积,在PM和重金属(如铬离子)中实现了高效过滤。将ZIF纳米晶添加到PU纺丝溶液中导致细纤维和更宽的直径分布。当ZIF含量从0增加到15wt%时,高拉伸强度从8提高到10.38 MPa,透湿性提高到4928(g.m.h)。在这种情况下,通过30天连续过滤和5次洗涤循环的性能证实了超效率(85%)的显着增长。

Yao等人[108]通过等离子体预处理、UV诱导的表面接枝共聚和V-烷基化类型的最终反应,用聚(4-乙烯基-N-己基溴化吡啶)基团改性电纺PU纤维膜以制备抗菌材料。改性不改变PU纤维的结构,但PU纤维膜的形态略有变化。他们了解到改性后改性膜的拉伸强度和伸长率降低。最终修饰的膜显示出对革兰氏阳性球菌和革兰氏阳性球菌的高抗菌活性。金黄色葡萄球菌和革兰氏阴性E.杆菌在一项类似的研究中,Kuitian Tan等人[109]使用N-卤胺作为前体,并通过接枝程序将2,2,5,5-四甲基-咪唑烷-4-酮(TMIO)接枝到其表面上,制备了一种具有抗革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌抗菌性能的基于聚丙烯酰胺的膜。 SEM照片显示,改性膜的表面发生了变化

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接触角测试表明膜的表面亲水性较好。在用TMIO进行表面改性之后,水蒸气透过率没有显著变化,因此,他们成功地制备了具有良好阻隔性和卫生保护以及大的水蒸气透过率的膜。

Kun wang等人[110]报告了一种便携式、低成本和一次性装置,可高效地从全血中分离血浆。他们的设备受益于两性离子PU改性膜。他们证实了血液过滤过程中膜表面上两性离子涂层的稳定性和表面纤维蛋白原吸附的特定降低(60%)。该膜抑制了血液表面污染,并抵抗分离过程中的通量下降。

在另一项研究中,Wang等人[111]比较了PU-聚偏二氟乙烯(PVDF)作为中空纤维共混膜(通过熔融、纺丝和拉伸方法制备)和PVDF中空纤维膜在湖水MF过程中的性能。在PU-PVDF中空纤维共混膜的情况下,弹性孔改善了用于去除粘附在膜孔中的沉积物的反冲洗步骤。因此,在PU-PVDF到PVDF膜中的渗透性能得到改善。PU-PVDF中空纤维共混膜成功地去除了有机物和悬浮物,由于其成本低廉,成为传统中空纤维膜在废水处理中的替代选择。

Liu等人[112]研究了MF中PU基中空纤维膜的结垢机理,他们使用了三种不同的结垢剂(CaCO、海藻酸钠和腐殖酸)。对于CaCO悬浮液,膜的渗透率在分离初期迅速下降,通过反冲洗可以解决膜通量下降的问题。尽管如此,拒绝值总是高于99.2%。海藻酸钠和腐殖酸的加入使过滤通量随时间的推移而降低,腐殖酸的污染属于不可逆污染。海藻酸钠和腐殖酸悬浮液在过滤过程中的截留率增加。他们还根据实验数据找到了一个经验公式,以提高所得结果的准确性。

近年来,含油废水迅速增加,可以认为是对生态系统和人类的严重威胁。膜分离技术具有节能、高效、操作过程方便、应用范围广等诸多优点,在各种方法中备受关注[113]。高孔隙率,优良的互连性,大的比表面积,和可调的表面润湿性的膜,这是通过静电纺丝法制备的,是吸引特别注意使用这种技术在油/水分离的主要原因。在这里,我们解释更多关于油/水分离膜中使用的PU基膜。

例如,Weiwen Wang等人[114]制备了用于油/水分离的多功能脱乙酰乙酸纤维素/PU(d-M:MTPU)。他们使用静电纺丝和脱乙酰化处理来制备复合膜。他们还应用热塑性聚氨酯(TPU)对制备的CA纳米纤维进行改性,因为其成本低,弹性好,成型过程更容易。采用静电纺丝法制备了d-M:MTPU,并对其在空气和油中的超两亲性和超亲水性进行了研究。他们还提到了相对于d-CA和d-TPU疏水膜的不同质量比在水中的疏油性。此外,该复合膜在其他能力方面表现出优异的性能,如过滤和自清洁,使其成为可重复使用的油/水分离膜的合适选择。

在他们的研究中,他们表明重力驱动是使d-MCA:MTPU复合材料适用于除水,除油和乳液分离的主要力量。通过调节d-MCA:MTPU复合膜中d-CA和d-TPU的质量比,使其达到适合油水分离的力学性能。

Yan-Jie等人[115]通过化学反应制备了五种不同GE含量(0、0.6、1.2和2.5重量%)的PU/石墨烯(PU/GE)中空纤维膜。所得水发泡PU/GE聚合物溶液通过同心圆发泡工艺用于PET管状编织物涂层。GE添加的目的是在浇铸溶液中使用非均相气泡成核剂以改善气泡密度,并因此改善最终海绵状膜的亲水性和亲油性。他们的实验数据显示,随着GE含量的增加,疏水性和热稳定性增加。最好的膜性能被描绘在PU/GE中空纤维膜与1.8wt%的GE。他们发现,耐用性,可重复使用性和超过90%的通量恢复率为PU/GE中空纤维膜提供了连续油/水分离实验的合适案例。该过程在图5中示意性地示出。

总之,这些膜组的渗透性和选择性性能可以在一些添加剂如沸石或具有离子性质的添加剂的存在下得到改善。如果污染剂具有有机/疏水性质,则提高膜抗污染性的最佳途径是提高膜的亲水性。在这些类型的膜中具有更厚、更粗糙和更致密的层将降低它们的渗透性。PU纳米纤维也可以很容易地使用一些添加剂进行改性以返回到抗菌膜[108,109]。由于油的疏水性质,PU的疏水性质使其适用于油性沃茨的净化。因此,PU可以被认为是一种低成本,有效的材料,用于改性聚合物,用于废水处理。

薄膜复合反渗透/正渗透膜

聚合物膜的半渗透特性使其适用于反渗透(RO)过程,以从海水中去除盐。近几十年来,TFC方法已成为膜科学的一场重大革命。在该方法中,超薄选择性阻挡层沉积在非对称多孔基底上,其化学性质不同于第一层[117]。选择性层控制分离性能,支撑层负责制备的膜的机械强度。例如,Guo等人通过静电纺丝制备了热塑性聚氨酯/聚砜(TPU/PSF)复合膜。 TPU/PSF(20/80)被表征为用于制造薄膜PA纳米复合材料层的最佳性能支撑体。他们添加了UiO-66-NHas添加剂来增强制备的PA TFC膜的水通道。 制备的薄膜纳米复合正渗透(FO)膜用于滤除废水中的四环素(TC)和四环素耐药基因[118]。

不同种类的聚合物,如聚脲、聚酰胺和聚醚-酰胺,已被用于制备大量的TFC膜。交联芳族PA通过芳族多胺,例如,间苯二胺(MPD)和芳族多酰基卤,例如,均苯三甲酰氯(TMC),可视为合适的商业化产品[119,120]。由于芳香族聚酰胺的交联度较窄,自由体积较小,因此由芳香族聚酰胺制成的反渗透膜的透水和脱盐效率不高。因此,已经做了许多努力来改性商业RO膜以改善其性能。

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110

膜的透水性和脱盐性能。

此处讨论含有聚氨酯键或PU作为聚合物膜的RO膜。

Yu等人[121]研究了可提高用于脱盐的TFC聚酰胺-氨基甲酸酯RO膜的透水性和脱盐率的一些因素。他们研究了混合交联剂、具有溶解或扩散MPD的各种能力的有机溶剂、有机溶剂的不同温度以及一些后处理的效果,以使聚(MPD-CFIC)TFC-RO膜具有更好的脱盐性能。

为了通过界面聚合形成PA TFC,应将多官能胺溶解在水和有机溶剂中的多官能酰氯中。通过循环,两种单体在液-液界面处彼此面对并产生聚合物。聚合主要发生在有机溶剂中,因为大多数酸性氯化物在水中的溶解度很小。同时,存在一个限制;随着界面聚合物的生长,它充当单体扩散的屏障。因此,聚合将在活性层的有限厚度处停止。这意味着界面聚合服从扩散现象。为了解决这个问题,他们通过添加CFIC、IPC和TPC的交联剂的混合物作为CFIC的纯交联剂的替代物来改善扩散性。实验结果表明,在相同的pH值下,膜的截留率从34 L·m ~(-1)提高到39.4L·m ~(-1),而在相同的pH值下,膜的截留率从99.38%提高到99.45

反应速率是可受任何因素影响的另一参数,其能够改善胺单体在有机溶剂中的溶解度和扩散性。胺单体在反应有机物中的溶解度和扩散率的影响,因此,“溶剂”在最终膜的厚度和形态中起重要作用。因此,他们研究了三种不同的有机溶剂,如庚烷、己烷和异链烷烃,以研究它们对最终制备的膜的厚度和形态的影响。

本研究还讨论了有机溶剂温度和一些预处理的影响。

A polyamide-urethane@imide TFC RO membrane was prepared by Liu et al. [122]. They performed a reaction using a key crosslinking agent ‘‘5-choroformyloxyisophaloyl chloride (CFIC)”, 4methylphenylene diamine (MMPD), and modified functional diamine N,N-dimethyl-m-phenylenediamine (DMMPD) to produce a final chlorine resistant polyamide-urethane@imide (MMPDCFIC@CFIC-DMMPD) thin-film. Then, they compared (MMPDCFIC@CFIC-DMMPD), polyamide/imide-urethane (MMPD/ DMMPD-CFIC), and commercialized PA (MPD-TMC) membranes. This process can be seen in Fig. 6a. SEM and AFM results confirmed the thickness of the active layer as 0.2 lm in both MMPD-DMMPDCFIC and MMPD-CFIC@CFIC-DMMPD (Fig. 6b and 6c). 重试    错误原因

Secondly, the smoother surface of MMPD-CFIC@CFIC-DMMPD to MMPD/DMMPD-CFIC resulted in a better antifouling property. Thirdly, the presence of the ultrathin polyimide CFIC-DMMPD film on the surface of MMPD/DMMPD-CFIC made MMPD-CFIC@CFICDMMPD thicker than MMPD/DMMPD-CFICB. 重试    错误原因

图五.通过使用PU-GE膜进行水-油净化[116](经Elsevier许可)。

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The XPS analysis confirmed the presence of large amounts of both –COOH and –OH functional groups in the near layer to the surface of the skin layer of the MMPD-CFIC@CFIC-DMMPD membrane and the only–OH functional group in the same position of the MMPD/DMMPD-CFIC membrane. Thus, because of the better hydrophilicity of –COOH group than the –OH group, MMPDCFIC@CFIC-DMMPD is more hydrophilic than MMPD/DMMPDCFIC. This result was also confirmed by its lower contact angle than the MMPD/DMMPD-CFICB one. 重试    错误原因

根据公开的结果,MMPD-CFIC@CFIC-DMMPD的水通量和盐截留率低于商业MPD-TMC。DMMPD单体中两个甲基基团的存在降低了膜活性层的密度,因此降低了其脱盐能力。另一方面,水通量的降低可能与甲基的存在及其对降低膜的亲水性的影响有关。CFICDMMPD的抗氯离子层增加了活性层的厚度

从而降低水通量。MMPDCFIC@CFIC-DMMPD的更高氯稳定性可能与酰亚胺键有关,酰亚胺键被认为比与活性氯接触的酰胺更稳定。

在另一项研究[123]中,使用具有纳米Ag颗粒的N,N-二甲基-间苯二胺(DMMPD)制造聚酰胺-氨基甲酸酯-酰亚胺(PAUI)和PAUI@Ag类型的新型TFC RO膜,并研究其耐氯性。在pH值为8.0的条件下,研究了高氯活性物质含量下膜的耐氯性能。银纳米颗粒的存在导致表面粗糙度的显着降低,因为它的高亲和力的多个功能团在PAUI网络。

PAUI@Ag中PAUI的厚度从231 ± 31 nm增加到260 ± 42 nm,这是由于在活性氯存在下纳米Ag颗粒氧化为AgCl所致。PAUI@Ag膜的耐氯性能低于PAUI,但优于传统的PA MPD-TMC膜。Liu等人[124]研究了TFC聚酰胺-聚氨酯反渗透膜,

Fig. 6. (a) Using two-step interfacial polymerization to prepare polyamide-urethane@imide RO membrane; (b) SEM images, and (c) AFM images of both MMPD-DMMPD-CFIC and MMPD-CFIC@CFIC-DMMPD membranes [122] (with permission from Elsevier);. 重试    错误原因

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CFIC和MPD进行了比较,并试图通过选择更好的界面聚合条件来提高其在海水淡化中的性能。他们改变反应时间,水溶液的酸度,CFIC在单体类型中的浓度,和反应温度作为有效参数,以达到最佳的膜操作条件。获得TFC聚酰胺-氨基甲酸酯海水反渗透膜的最佳性能的最佳条件被报道为0.2wt%的MPD水平,30 s的反应时间,和pH 9。溶液中NaCl固体含量从2.0重量%增加到4.5重量%,由于渗透压的增加,盐截留率略有下降,水通量迅速下降。

Majerlou等人[125]用三种类型的扩链剂(甘油、海藻酸钠(SA)和四磺酸钠-海藻酸钠(TS-SA))制备了一组PU膜。对PU/ Gly、PU/SA和PU/TS-SA的XRD分析表明,PU/Gly的XRD衍射峰较宽,强度较低,这是PU/Gly呈非晶态的标志。而PU/SA和PU/TS-SA在2 h = 21.3和23.6处有两个尖峰,表明它们是软段的结晶结构。

SA和TS-SA扩链剂具有亲水性,PU/SA和PU/TSA-SA扩链剂的亲水性优于PU/Gly扩链剂。水滴与PU表面之间的接触角测量证实了这一说法。他们介绍了PU/TSSA样品作为水脱盐RO膜的合适候选物,因为其相对于PU/SA和PU/Gly具有更好的亲水性、热和机械性能。

为了了解软链段在RO应用中的作用,Khan等人[126]通过加聚聚合制备了一系列具有不同分子量PEG [M:300、600、1000和1500 g mol)的PU膜。最终膜的FTIR光谱通过-NH在3343 cm和-C@O在1646 cm的伸缩振动带证实了氨基甲酸酯键的存在。通过增加PEG的分子量,聚氨酯键和软段的大小增加。随着软段尺寸的增大,亲水性增强,膜的结构直接呈现多孔性。根据他们的报告,PU-3 PEG显示出最高的盐截留率(88%),而最高的水通量属于PU 15 PEG。

)

a

(

(b)

图7. a.将PAUt膜改性为选择性分离层[127]。B.在亲水性聚氨酯薄膜存在下典型脱盐膜的机械改进[128]。

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Li-Fen Liu [127]用壳聚糖(CS)和聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDDA)、聚苯乙烯磺酸盐(PSS)和壳聚糖的混合物改性聚酰胺-氨基甲酸酯(PAUt)TFC RO膜,得到(PAUt-PDDA/PSS/CS)。他们通过间苯二胺(MPD)和5-氯甲酰氧基异卤酰氯(CFIC)在PSF基础上的界面聚合制备了初级PAUt。SEM和AFM结果证实了改性膜的表面更光滑,并且接触角测试的所得值证实了它们比裸PAUt更亲水。PAUt-PDDA/PSS/CS在其他两种材料中表现出最高的光滑性和亲水性,因此,其本身具有最大的亲水性。该过程可以在图7a中简要地解释。

Ahmad等人[129]制备了四种不同比例(90/10、80/20、70/30和60/40)的PU/聚氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(PU/PVAC),并根据TFC-RO膜的盐截留率选择PU/PVCA(60/40)作为最佳比例。结果表明,ECH质量分数为3%的PU/PVCA-4膜的通量和脱盐率最好。将PVC添加量从1重量%增加到4重量%降低了孔隙率。已知PU/PVCA-4以较高的量获得压实和无孔形态。SEM图像显示,加入ECH后共混膜的形态没有显着变化。

结果表明,采用亲水化剂和纳米矿物粒子对膜进行改性,可以提高PUs TFC-RO膜的亲水性和耐水性。通过改变聚氨酯的合成条件,如温度、浓度和有机溶剂的种类,为进一步研究聚氨酯作为聚合物在反渗透膜过程中的应用奠定了基础。

膜蒸馏

膜蒸馏技术因其独特的性能在制备饮用水方面受到了广泛的关注。包括使用太阳能或几何能或甚至低等级废物的热来提供温度升高以达到具有高值的盐排斥的饱和浓度的能力。阻止MD成为主要技术的主要挑战是找到一种合适的膜,该膜将提供与普通RO相当的通量。因此,近年来,人们特别关注寻找用于开发MD的新膜[130]。

一个合适的膜应该包括特殊的性能,如可接受的亲水性,低污染率,和适当的机械和化学稳定性。一些研究证实,通过聚合物溶液静电纺丝产生的合成纳米纤维具有高孔隙率和亲水性。静电纺丝膜的主要性能是其渗透性明显优于普通聚合物膜。PU能够改变基板速度,并在彼此上设置许多层以调整膜厚度,从而避免热压层压的破坏阶段[131]。图7b示出了在用于水净化技术的亲水性PU薄膜存在下疏水膜的机械改进。亲水性PU层的涂层改善了双层膜的抗润湿性[128]。

JilíIek等人[132]研究了在直接接触式MD上制造和测试的自持电纺PU膜。他们试图获得具有最佳厚度的最佳膜,以获得最大的通量率和最小的通过膜的热损失。他们报告说,多层膜显示出极端的比表面积和孔隙率,令人惊讶的是,膜的性质是可预测的

最高的渗透性和最好的能量效率分别属于最薄和最厚的膜。

在一项类似的研究中,Ding等人[130]使用PU膜通过绿色静电纺丝技术和热压技术进行脱盐(图8a)。他们使用聚四氟乙烯(PTFE)NPs作为添加剂,以获得具有特殊性能的膜,例如更好的疏水性,更小直径的孔径和分级结构。根据他们的报告,具有强机械强度的PU/PTFE隔膜显示出用于海水淡化的高渗透通量和盐截留率(图8b)。应用装置(图8 c)来证明所述膜的抗水渗透性和空气渗透性能。225厘米厚的膜和10 μ m厚的膜抵抗2公斤的水重量。同时,下面的空气可以快速穿过膜到达上层,证明了可渗透膜的强大渗透性。

一些静电纺丝纳米纤维需要表面功能化以改善其表面性能。所选添加剂的自发表面分离使得有可能迁移到纤维表面并改变其性能。因此,如果添加剂在静电纺丝过程中移动到纳米纤维的表面,则可以避免进一步的改性。为了制备超疏水静电纺丝纳米纤维垫(ENM),特殊的低表面自由能和负电性氟原子的存在导致对酸和碱介质的高耐受性[133]。Khayet等人[133]使用PSF作为主体亲水性聚合物和少量(高达6重量%)的氟化聚氨酯添加剂(FPA),以获得新型超疏水表面改性的电纺纳米纤维,而无需任何进一步的改性步骤。 PSF聚合物是用于膜制造的突出材料,因为其在耐化学性和热稳定性方面的优异性质,但由于其亲水性,其不是用于MD分离的适当聚合物。通过至少3wt%的FPA参与获得具有超疏水表面的最佳ENM。Shoaie等人[134]使用疏水表面改性大分子(SMM)使PVDF膜的性质更加疏水,以实现MD工艺的高通量和截留值。他们使用PU化学合成疏水SMM添加剂。根据他们的报告,改性膜的疏水性在水接触角方面增加了约108°,因为它呈现了理想的改性。

Mostafa等人[131]声称,直接接触膜蒸馏(DCMD)工艺将是在肉类加工操作中回收水和有价值固体的合适方法。他们使用市售聚四氟乙烯(PTFE)膜作为基膜聚合物,并用亲水性PU表面层(PU-PTFE)对其进行改性,以防止脂肪污染。新的亲水性涂覆的MD膜显示出在粘附水样品中以无色模式渗透的有效过程,其中钠截留率> 99%。

Madhumala等人[135]使用真空膜蒸馏(VMD)通过PVDF/PU共混膜从含水混合物中分离乙酰胺催化剂和酒石酸。他们还研究了不同种类的添加剂,如LiCl,ZnCl,甘油和PVP对膜性能的影响。在裸膜和共混膜中,PVDF/PU/甘油膜表现出最好的萃取效率。他们声称,他们的新混合膜可能是固体催化剂和有机酸回收的可靠替代品,适用于工业。总之,应该提到的是,关于膜蒸馏的最大挑战之一是找到具有可接受的亲水性、低污染率和合适的机械和化学能力的合适的膜。

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为了避免热压层压的劣化步骤,PU是用于MD膜的合适组分,因为其能够改变基底速度和膜厚度调节。研究还证实,在水净化技术中,PU薄膜的存在可以改善疏水膜的机械性能。

交换膜

近年来,许多研究人员将重点放在以生物燃料为燃料的燃料电池的能量转换上。Nafion的一些缺点,例如高成本,水和甲醇的横向,特别是在直接模型中的甲醇燃料电池中,以及在中等温度(<90 ℃)下的适用性,限制了其作为质子交换膜燃料电池(PEMFC)中的聚合物的使用[136]。基于酸性复合物的膜类似乎是Nafion的竞争对手,因为其制备方法简单且具有成本效益[137,138]。应该提到的是,离子交联的存在是由于质子转移到碱性基团,因此,它不能在所制备的膜的整体质子传导性中发挥重要作用。水性聚氨酯分散体根据其主链中特定的亲水链段分为非离子型、阳离子型和阴离子型三种。 根据最近的研究,阳离子或阴离子PU离聚物由于其特定的形态特性而迅速增长。以PU离聚物为基础的共混技术也被广泛使用,以达到PU的更好性能[139]。尽管PU的热不稳定性,但基于PU的导电膜已用于质子交换膜(PEM)的功能中。

Bottino等人[137]报道了用含磺酸基的链末端官能化PU基质以获得新型PEM的合成

他们得出结论,聚醚多元醇膜获得了适用于PEMFC应用的机械性能,磺酸基团可用于官能化多元醇结构。所得的高分子量的软链段在水合和干燥状态下具有足够的柔韧性。得到的致密膜是由于NH的氢键。. .O@C和NH。. .O在分子间和分子内类型中。然而,新制备的样品显示出较低的离子交换容量(IEC)和质子导电性比Nafion。不同的原因,如磺酸基团的浓度不足和相邻离子基团之间的大间隔,是造成所识别的缺陷的原因。需要注意的是,高值的磺化膜会导致其形态稳定性丧失,并使其在连接过程中易溶于水。 膜的刚性和脆性结构是大量交联的结果,并且很少的交联量导致溶胀。根据他们的报告,甘油是用作聚碳酸酯链的交联剂的可能候选物之一。

Che等人[140]宣称,用磷酸掺杂PU使其氧化性变弱并降低热稳定性,从而限制了其作为PEM电解质的用途。为了解决这个问题,他们将带负电荷的磺化聚醚醚酮(SPEEK)引入带正电荷的PU基质中,并观察到掺杂PA分子后的改善。用SPEEK/PU/磷酸膜代替磷酸掺杂的PU膜,可以在约70 ℃的分解温度提高中观察到这种改善。此外,新改性的磷酸掺杂膜显示出可接受的质子传导性和机械稳定性。

将无机材料引入聚氨酯基体中制备无机/有机复合膜是制备质子传导用无水质子交换膜的主要方法。Jin等人[141]制造了一种新的混合膜,其组成为碲化镉(CdTe)与硫醇稳定剂SPEEK,

图8. (a)PU/PTFE疏水微孔膜的制备过程示意图。(b)多孔膜的抗水渗透性能及透汽机理。(c)照片显示了用于海水淡化的PU/PTFE隔膜的水扩散阻力和空气渗透特性[130](经Elsevier许可)。

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见图9。质子传导机制沿着SPEEK、PU、CdTe纳米晶体和SPEEK/PU/CdTe/PA膜[141]。

表4

不同的PU膜具有不同的性能和应用。

类型的膜

技术

性能

编制目的

Ref.

PU/PEO透气膜

聚合

亲水、透气、不透气

用于运动服、医用纺织品、耐候工作服

[一百四十四]

PU/C FPU/MgCl纤维膜

一步法静电纺丝

优异的静水压、适度的水蒸气透过性、理想的拉伸强度,

用于防护服、医疗器械、精密电子、建筑材料

[一百四十五]

聚氨酯膜

溶剂浇铸法

高透水性膜

溶剂体系对聚氨酯膜结构和表面性能的影响

[146]第一百四十六话

聚氨酯膜

静电纺丝法

均匀形态、高孔隙率、高表面积、高热稳定性

用于组织工程应用

[第一百四十七话]

PU膜

旋涂技术

10-12 lm厚度,在7 - 7 mm的正方形部分中具有4122个孔,具有孔图案和密度改变的可能性

人体器官芯片的研制

[一百四十八]

PU-g-PMEA

Micheal加法技术

亲水膜,水接触角48

MEA对PU的血液相容性起重要作用

[149]第一百四十九话

UiO/TPU/PSF、FO膜静电纺丝

高水通量

四环素排斥

[一百一十八]

UiO/TPU/PSF

静电纺丝技术

高亲水性与TFC膜相比,负zeta电位更高

用于去除真实的废水中的重金属、抗生素和抗性基因

[一百五十]

高水通量(64 L.m.h)

用于去除四环素和四环素耐药基因

[一百一十八]

UiO/TPU/PSF

静电纺丝技术

四环素

拒绝

99.64%

PU-SiNPsy效果

界面聚合

高脱盐率(92.5%),高水通量(22.8 L.m.h),合理的热性能和机械性能

海水淡化,研究SiNPs掺杂对PU性能的影响

[一百二十一]

多孔高分子PU膜

利用飞秒脉冲激光

中间刚度4 MPa,细胞间粘附良好

复合组织工程应用的候选者

[一百四十八]

防水透气聚氨酯纳米纤维膜

聚合技术

稳定的静水压力86. 2 kPa高透水性13. 1 kg.m.d良好的透气性5. 5 mm

作为绿色无毒防护纺织品的候选者

[一百五十一]

利用红藻生物质的聚氨酯膜

试错

弹性、干燥、坚固

水中氨过滤器

[一百五十二]

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PU的。SPEEK/PU/CdTe膜基体中的CdTe纳米晶通过与磷酸偶联提供了各种优点,例如改善的机械稳定性和质子传导性。根据他们的报告,SPEEK/PU/CdTe/PA膜的表征呈现组分均匀分散。他们还宣布,这组膜用作高温PEM的最佳选择是SPEEK(74%)/PU/CdTe-巯基丙酸(20/60/20)/100%磷酸。图9中描绘了SPEEK、PU、CdTe纳米晶体和SPEEK/PU/CdTe/磷酸膜的质子传导率沿着。质子可以与SPEEK中磺化基团形成的通道一起跳跃。PU中相邻的氨基之间存在质子迁移。CdTe纳米晶体通过快速运动传导质子。

Yu等人[142]使用逐层(LBL)自组装技术制备高温PEM。SPEEK和PU的-SO基团和─CAN基团之间存在较强的静电相互作用,使用200 LBL自组装,产生了具有良好稳定性的新结构。磷酸掺杂的SPEEK/PU膜的电导率高于溶液浇铸法制备的PA掺杂的SPEEK/PU膜。根据他们的报告,LBL自组装技术减少了聚合物骨架的负面影响,这可能会阻碍电荷载流子。在其他地方,Baig等人。[143]使用溶液浇铸法以不同的主要成分化学计量比制备了PU磷酸铈(IV)复合阳离子交换膜。当PU:磷酸铈(IV)为1:2时,共混膜的性能最佳。 他们在PEM中使用共混PU膜测定溶液中的Cu(II)。

同时,没有研究集中在磺酸基团在聚合物结构体中的分布。因此,应进一步控制磺酸基在主链或短侧链结构中的数密度和平均间距等因素。在此,可以得出结论,在PU主链中的特定的亲水链段使PU在水性介质中被定义为三种非离子型,阳离子型和阴离子型。此外,这一特性使它们成为燃料电池中Nafion的竞争对手。尽管PU具有热不稳定性,但其导电膜已用于PEM的功能。

表4中列出了具有不同应用的一些PU膜。

结论和展望

膜技术的优异性能在许多行业中发挥着重要的分离作用,引起了人们的广泛关注。获得具有良好的机械/热性能、生物相容性和工业应用的膜是科学和技术中的一个巨大挑战。PU作为一种具有特殊性能的聚合物,广泛应用于气体分离膜技术、水净化、芳香族/脂肪族化合物分离、燃料电池技术和过滤等膜技术中。在PU存在下,在许多特殊目标中获得了合理的结果。本文综述了聚氨酯的化学、物理和结构性能,以及以聚氨酯或脲键为主要成分的聚合物膜。本文还详细研究了聚氨酯对分离膜力学性能和操作性能的影响。

聚氨酯的多功能性,从柔性到刚性,从致密到泡沫,可以通过选择各种原料轻松生产

使其成为各种工业应用中的合适目标,例如节能行业的保温材料中的PU用途。此外,PU的生物降解性和生物相容性引起了特别的关注,使其成为现有塑料和聚合物的重要替代品。

在未来,可再生资源,如木质素,可用作可用于PU制备的石油原料的替代品。建议使用应用程序来运行虚拟实验,以预测PU作为具有各种起始材料(如芳香族或脂肪族异氰酸酯)的最终聚合物的性能,以加快研发工作。我们希望PU可以出现在各种各样的产品中,并作为多年来合成聚合物的替代品。

竞争利益声明

作者声明,他们没有已知的可能影响本文所报告工作的竞争性经济利益或个人关系。

致谢

作者感谢Kharazmi大学、大不里士大学和伊斯坦布尔技术大学以及提供的所有支持。本文得到了RUDN大学战略学术领导计划(Alireza Khataee)的支持。

引用

[1]X. Jiang,J. Ding,A. Kumar,J. Memb. Sci. 323(2)(2008)371-378,https://doi.

org/10.1016/J.MEMSCI.2008.06.048。

[2]C.帕克,W.H.乔,H.C.公园,Y.S. Kang,Polymer(Guildf). 41(5)(2000)1765- 1771,https://doi.org/10.1016/S0032-3861(99)00339-0. [3]V. Vatanpour,B.基斯坎,B。泽通库岛Koyuncu,Sep. Purif. Technol.278(2022)119562.

[4]V. Vatanpour,E. Shokouhifar,A.Z.哈里梅贾尼,T.他,安全程序。Environ.

Prot. 158(2022)589-606,https://doi.org/10.1016/j.psep.2021.12.042。

[5]N.纳斯罗拉希湖Ghalamchi,V. Vatanpour,A.哈塔伊河J. Ind.

Eng. 109(2022)1-24。

[6]B。Ghalei,文学硕士Semsarzadeh,Macromol. Symp. 249-250(1)(2007)330-335,https://doi.org/10.1002/MASY.200750354。

[7]K.P. Lee,T.C. Arnot,D. Mattia,J. Memb. Sci. 370(1-2)(2011)1-22,https://doi.

org/10.1016/j.memsci.2010.12.036。

[8] V. Vatanpour, B. Yavuzturk Gul, B. Zeytuncu, S. Korkut, G. _Ilyasog˘lu, T. Turken, M. Badawi, I. Koyuncu, M.R. Saeb, Carbohydr. Polym. 281 (2022), https://doi.

org/10.1016/j.carbpol.2021.119041。

[9]V. Vatanpour,M.E.帕萨奥卢Barzegar,O.O.泰伯河卡亚,M. Bastug等人,Chemosphere 295(2022),https://doi.org/10.1016/j。

化学圈.2022.133914

[10]P.路易斯,T.货车Gerven,B.《货车·德·布鲁根》能量燃烧。Sci. 38(3)(2012)419-448,https://doi.org/10.1016/J.PECS.2012.01.004。[11]P. Bernardo,E.德里奥利湾Golemme,Ind.Eng.Chem.Res.48(10)(2009)4638- 4663,https://doi.org/10.1021/IE8019032。

[12]R.W.贝克,B.T. Low,Macromolecules 47(20)(2014)6999-7013,https://doi.

org/10.1021/MA501488S.

[13]J.O.阿金多约医学博士贝格,S。Ghazali,M.R.伊斯兰,N. Jeyaratnam,A.R. Yuvaraj,

RSC

Adv. 6 (115) (2016) 114453–114482, https://doi.org/10.1039/ C6RA14525F. [14] G.T. Howard, Int. Biodeterior. Biodegradation 49 (4) (2002) 245–252, https:// doi.org/10.1016/S0964-8305(02)00051-3. [15] H. Li, Y. Liang, P. Li, C. He, J. Bioresour. Bioprod. 5 (3) (2020) 163–179, https:// doi.org/10.1016/J.JOBAB.2020.07.002. [16] Z. Wu, H. Wang, X. Tian, M. Xue, X. Ding, X. Ye, et al., Polymer (Guildf). 55 (1) (2014) 187–194, https://doi.org/10.1016/J.POLYMER.2013.11.019. [17] X.F. Yang, J. Li, S.G. Croll, D.E. Tallman, G.P. Bierwagen, Polym. Degrad. Stab. 1 (80) (2003) 51–58, https://doi.org/10.1016/S0141-3910(02)00382-8. [18] T. Harjunalanen, M. Lahtinen, Eur. Polym. J. 39 (4) (2003) 817–824, https:// doi.org/10.1016/S0014-3057(02)00279-3. [19] H. Khatoon, S. Ahmad, J. Ind. Eng. Chem. 53 (2017) 1–22, https://doi.org/ 10.1016/J.JIEC.2017.03.036.

[20]M.乔希,B。阿达克,学士Butola,Prog. Mater. Sci. 97(2018)230-282,https://doi.

org/10.1016/J.PMATSCI.2018.05.001。

[21] J. Dechnik, C.J. Sumby, C. Janiak, Cryst. Growth Des. 17 (8) (2017) 4467–4488, https://doi.org/10.1021/ACS.CGD.7B00595. [22] K. Hunger, N. Schmeling, H.B.T. Jeazet, C. Janiak, C. Staudt, K. Kleinermanns,

成员 2(4)(2012)727-763,https://doi.org/10.3390/ MEMBRANES2040727。

N. Nasrollahi,M. Yousefpoor,A. Khataee等人

工业与工程化学学报116(2022)99-119

117

[23] T.T. Moore, W.J. Koros, J. Mol. Struct. 739 (1–3) (2005) 87–98, https://doi.org/ 10.1016/J.MOLSTRUC.2004.05.043. [24] R. Zhang, S. Yu, S. Chen, Q. Wu, T. Chen, P. Sun, et al., J. Phys. Chem. B 118 (4) (2014) 1126–1137, https://doi.org/10.1021/JP409893F. [25] L. Lyu, D. Li, Y. Chen, Y. Tian, J. Pei, Constr. Build. Mater. 293 (2021), https:// doi.org/10.1016/J.CONBUILDMAT.2021.123480 123480. [26] B. Eling, Zˇ. Tomovic´ , V. Schädler, Macromol. Chem. Phys. 221 (14) (2020) 2000114, https://doi.org/10.1002/MACP.202000114. [27] H. Sardon, A. Pascual, D. Mecerreyes, D. Taton, H. Cramail, J.L. Hedrick, Macromolecules 48 (10) (2015) 3153–3165, https://doi.org/10.1021/ACS.

MACROMOL.5B00384.

[28]E. Ameri,M. Sadeghi,N. Zarei,A. Pournaghshband,J. Memb. Sci. 479(2015)11-19,https://doi.org/10.1016/j.memsci.2015.01.018。

[29]A.P. Isfahani,M. Sadeghi,A.H.S. Dehaghani,M.A. Aravand,J. Ind. Eng. Chem.

44(2016)67-72,https://doi.org/10.1016/j.jiec.2016.08.012。

[30] J. Abdi, A.J. Sisi, M. Hadipoor, A. Khataee, J. Hazard. Mater. 424 (2022), https:// doi.org/10.1016/J.JHAZMAT.2021.127558 127558. [31] Z. Taherian, V. Shahed Gharahshiran, A. Khataee, Y. Orooji, Fuel 311 (2022) 122620. 10.1016/J.FUEL.2021.122620. [32] K. Yorseng, S. Siengchin, B. Ashok, A.V. Rajulu, J. Bioresour. Bioprod. 5 (2) (2020) 101–107, https://doi.org/10.1016/J.JOBAB.2020.04.003.

[33]H.R. Amedi,M. Aghajani,J. Nat. Gas Sci. 35(2016)695-702,https://doi.

org/10.1016/J.JNGSE.2016.09.015。

[34]O.穆罕默德,S。Farrukh,A.侯赛因,M。Younas,Z.萨拉赫丁,E.佩尔瓦兹,

例如,格林气体科学11(2)(2021)313-330,https://doi.org/ 10.1002/ghg.2050。

[35]S. Sinha Ray,M. Okamoto,Prog. Polym. Sci. 28(11)(2003)1539-641。10.1016/ J.PROGPOLYMSCI.2003.08.002。[36]H.C. Koh,J.S. Park,硕士Jeong,H.Y. Hwang,Y.T. Hong,S.Y. Ha等人,

Desalination 233(1-3)(2008)201-209,https://doi.org/10.1016/j。

desal.2007.09.043.

[37]G. Choudalakis,A.D. Gotsis,Eur. Polym. J. 45(4)(2009)967-984,https://doi.

org/10.1016/J.EURPOLYMJ.2009.01.027。

[38] B.M. Yoo, H.J. Shin, H.W. Yoon, H.B. Park, J. Appl. Polym. Sci. 131 (2014) 1, https://doi.org/10.1002/APP.39628. [39] D.G. Papageorgiou, I.A. Kinloch, R.J. Young, Prog. Mater. Sci. 90 (2017) 75–127, https://doi.org/10.1016/J.PMATSCI.2017.07.004. [40] R. Selvasembian, W. Gwenzi, N. Chaukura, S. Mthembu, J. Hazard. Mater. 417 (2021), https://doi.org/10.1016/J.JHAZMAT.2021.125960 125960.

[41]B.X.公司Cheng,W.C.高,X.M.任信英欧阳,Y. Zhao,H. Zhao等人,Polym.

Test. 107(2022),https://doi.org/10.1016/J.POLYMERTESTING.2022.107489 107489。

[42]G.

郭湖,加-地 Liu,Z. 当,W。 方,Https://Doi.Org/10.1142/ S1793292017300018 12(4)(2017). 10.1142/S1793292017300018. [43]H. Zhao,W.C.高角,加-地李先生Khan,G.H. Hu,Y. Liu等人,高级胶体界面科学303(2022),https://doi.org/10.1016/J.CIS.2022.102644 102644。[44]M.苏丹化学快报2016 152 15(2)(2016)347-66. 10.1007/ S10311-016-0597-8。[45]D.K. Chattopadhyay,D.C.韦伯斯特,程序Polym. Sci. 34(10)(2009)1068- 1133,https://doi.org/10.1016/J.PROGPOLYMSCI.2009.06.002。[46]K.M.齐亚,S。安茹姆,M。祖贝尔,M。穆贾希德Jamil,Int. J. Biol. Macromol. 66(2014)26-32,https://doi.org/10.1016/J.IJBIOMAC.2014.01.073。[47]N.V. Gama,A.费雷拉A.巴罗斯-蒂蒙斯,材料(巴塞尔)。11(10)(2018)1841,https://doi.org/10.3390/ma11101841。[48]M. Soto,R.M. Marquet,J.Org.Chem.79(11)(2014)5019-5027,https://doi.org/10.1021/JO5005789/SUPPL_FILE/JO5005789_SI_001.PDF。

[49]m . Charlone , B 。亨利希 , Y 。具体 来说 , E 。Couzigné , B 。唐 娜 , L 。先进 , 欧元

POLYM 。 J. 61 ( 2014 ) 197 - 205 ,https://doi.org/10.1016/J.

EURPOLYMJ.2014.10.012.

[50][ 美 ] 谷歌 图书 ( Google Books ) ( 2015 )

[51]Nik Pauzi , R . A 。对不起 , M 。你 好 , MJ 。Yahya , Compos 。第 67 部分 ( 2014 ) 521 - 526 ,https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2014.

08.004.

[52]p . d 。Michael Szycher , 《 聚氨酯 手册 》 ( Szycher 's Handbook of Polyurethanes ) , 第 二 版 。CRC Press , 2012 。

[53] G. Tersac, Polym. Int. 56 (6) (2007) 820, https://doi.org/10.1002/PI.2159. [54] H.D. Liu, Z.Y. Liu, M.B. Yang, Q. He, J. Appl. Polym. Sci. 130 (5) (2013) 3530– 3536, https://doi.org/10.1002/APP.39406. [55] S.M. Kang, S.H. Kwon, J.H. Park, B.K. Kim, Polym. Bull. 2013 703 70(3) (2013) 885–93. 10.1007/S00289-013-0905-4. [56] P. Singhal, W. Small, E. Cosgriff-Hernandez, D.J. Maitland, T.S. Wilson, Acta

Biomater 。 10 ( 1 ) ( 2014 ) 67 - 76 ,https://doi.org/10.1016/J.

ACTBIO.2013.09.027.

[57]R . M 。Hodlur , M . K . M . M . K 。艾薇儿 , Compos 。SCI |技术 员 90 ( 2014 ) 160 - 165 , https ://doi.org/10.1016/J.COMPSCITECH.2013.11.005.

[58]A.S.更多 , T 。Bebarbe , L 。你 好 , B 。Gadenne , C 。阿尔萨斯 , H 。克 雷 玛 , 欧元 。

POLYM 。 J. 49 ( 4 ) ( 2013 ) 823 - 833 ,https://doi.org/10.1016/J.

EURPOLYMJ.2012.12.013.

[59]D . V. Palaskar , A .博伊斯 , E 。很 抱歉 , C 。阿尔萨斯 , H 。英文 名称 : Biomacromolecules 11

(5)( 2010 ) 1202 - 1211 ,https://doi.org/10.1021/BM100233V/SUPPL_FILE/BM100233V_SI_001.PDF 。

[60] O. Jaudouin, J.J. Robin, J.M. Lopez-Cuesta, D. Perrin, C. Imbert, Polym. Int. 61 (4) (2012) 495–510, https://doi.org/10.1002/PI.4156. [61] S.D. Rajput, D.G. Hundiwale, P.P. Mahulikar, V.V. Gite, Prog. Org. Coatings 77 (9) (2014) 1360–1368, https://doi.org/10.1016/J.PORGCOAT.2014.04.030.

[62]零部件Petrovic ',X.万岛,澳-地Bilic ′,A. Zlatanic ',J. Hong,I. Javni等人,J. Am.油

Chem. 90(7)(2013)1073-1078,https://doi.org/10.1007/S11746-0132245-9。

[63]S.萨迪海峡马达埃尼湾Hassanzadeh,A.A. Shamsabadi,S.拉基,J.工业工程

Chem. 20(4)(2014)1916-1929,https://doi.org/10.1016/J.JIEC.2013.09.012。

[64]D.扎瓦斯廷岛克里特斯库湾Bezdadea,M. Bourceanu,M.德雷甘湾丽莎等人,胶体表面的物理化学。发动机吸气370(2010)120-128,https://doi.

org/10.1016/j.colsurfa.2010.08.058。

[65]M.西瓦库马尔河Malaisamy,C.J. Sajitha,D.莫汉河Rangarajan,J.

成员Sci. 169(2)(2000)215-228,https://doi.org/10.1016/S0376-7388(99)00339-7.

[66]S. Cardea,A.古柳扎E. Schiavo Rappo,M. Aceto,E.德里奥利E。Reverchon,

Desalination 200(1-3)(2006)58-60,https://doi.org/10.1016/J。

DESAL.2006.03.241.

[67]M. Tawalbeh,M. Al-Ismaily,B. Kruczek,F.H. Tezel,Chemosphere 263(2021),https://doi.org/10.1016/J.CHEMOSPHERE.2020.127935 127935. [68]P.K. N.K.马吉达斯,A.K. Bhowmick,Polymer(Guildf). 51(5)(2010)1100- 1110,https://doi.org/10.1016/J.POLYMER.2009.12.040。

[69]M.A. Aroon,A.F.伊斯梅尔,T. Matsuura,M.M. Montazer-Rahmati,Sep. Purif.

Technol. 75(3)(2010)229-242,https://doi.org/10.1016/j。

seppur.2010.08.023.

[70]M.瓦莱罗,B。佐尔诺萨角Téllez,J. Coronas,Microporous Mesoporous Mater.

192(2014)23-28,https://doi.org/10.1016/J.MICROMESO.2013.09.018。

[71]A.作者:Jamil,O.伊克巴尔,S。拉菲克,M。Zia-ul-Haq,M.Z. Shahid等人,J.

隐患有Mater. 417(2021),https://doi.org/10.1016/J.JHAZMAT.2021.126000 126000。

[72]M.萨代吉,M。Mehdi Talakesh,B. Ghalei,M. Shafiei,J. Memb. Sci. 427(2013)21-29,https://doi.org/10.1016/j.memsci.2012.07.036。

[73]M. Sadeghi,硕士Semsarzadeh,M.巴里卡尼,M. Pourafshari Chenar,J. Memb.

滑雪376 ( 1 - 2 ) ( 2011 ) 188 - 95 。10.1016/J.MECSCI.2011.04.021 。

[74] K.H. Hsieh, C.C. Tsai, S.M. Tseng, J. Memb. Sci. 49 (3) (1990) 341–350, https:// doi.org/10.1016/S0376-7388(00)80647-X. [75] A. Fakhar, M. Sadeghi, M. Dinari, R. Lammertink, J. Memb. Sci. 574 (2019) 136–146, https://doi.org/10.1016/J.MEMSCI.2018.12.062. [76] M. Sadeghi, M.A. Semsarzadeh, M. Barikani, B. Ghalei, J. Memb. Sci. 385–386 (1) (2011) 76–85, https://doi.org/10.1016/J.MEMSCI.2011.09.024. [77] M.A. Semsarzadeh, B. Ghalei, J. Memb. Sci. 401–402 (2012) 97–108, https:// doi.org/10.1016/J.MEMSCI.2012.01.035. [78] M. Mansouri, A. Ghadimi, R. Gharibi, S. Norouzbahari, React. Funct. Polym. 158 (2021), https://doi.org/10.1016/J.REACTFUNCTPOLYM.2020.104799 104799.

[79]V. 莫 札 特 先生 , M 。萨 丁 格 , A 。Fakhar , G 。Khanbabaei , A.F.伊斯梅尔 , 牧师 Purif 。

Technol 。185 ( 2017 ) 202 - 214 ,https://doi.org/10.1016/J.SEPPUR.2017.05.028.

[80]LS 。Tee , C.Y.陈 , JF 。郭 , J. Memb 。滑雪 。141 ( 1 ) ( 1998 ) 91 - 99 , https://doi 。

ORG/10.1016/S 0376 - 7388 ( 97 ) 00293 - 7 。

[81]M.B.卡拉米 , S 。Hassanajili , J . Memb , 莫奈滑雪 。543 ( 2017 ) 40 - 48 ,https://doi.org/2017/08/16 MECSCI.2017/08/04

[82]h .张 , K 。李 , C 。Jo , J. 顾 , X 。她 在 一 个 名 为 Colloids Surfaces A Physicochem 的 手术 室 工作 。” 好 吧 , 阿斯 。

629 ( 2021 年 )https://doi.org/10.1016/J.COLSURFA.2021.127493127493 ?

[83] B. Molki, W.M. Aframehr, R. Bagheri, J. Salimi, J. Memb. Sci. 549 (2018) 588– 601, https://doi.org/10.1016/J.MEMSCI.2017.12.056. [84] C.D. García Jiménez, A.C. Habert, C.P. Borges, J. Appl. Polym. Sci. 138 (21) (2021) 50476, https://doi.org/10.1002/APP.50476. [85] A. Trentini, D. da Silva Biron, J. Duarte, V. dos Santos, Braz. J. Chem. Eng. 38 (3) (2021) 585–603, https://doi.org/10.1007/S43153-021-00112-7. [86] A.V. Klinov, R.R. Akberov, A.R. Fazlyev, M.I. Farakhov, J. Memb. Sci. 524 (2017) 321–333, https://doi.org/10.1016/J.MEMSCI.2016.11.057.

[87]V . S 。Cunha , M.L. Paredes , C . P . Borges , A.C. 意大利“ 对不起 , R 。Nobrega , J. Memb 。滑雪

2002 ( 1 - 2 ) 277 - 290 , https://doi.org/10.1016/S0376-7388 ( 01 ) 00776 - 1 。

[88] C.C. Pereira, A.C. Habert, R. Nobrega, C.P. Borges, J. Memb. Sci. 138 (2) (1998) 227–235, https://doi.org/10.1016/S0376-7388(97)00225-1. [89] C. Lipski, P. Cǒté, Environ. Prog. 9 (4) (1990) 254–261, https://doi.org/ 10.1002/EP.670090420. [90] M. Wessling, U. Werner, S.T. Hwang, J. Memb. Sci. 57 (2–3) (1991) 257–270, https://doi.org/10.1016/S0376-7388(00)80682-1. [91] K. Kusakabe, S. Yoneshige, S. Morooka, J. Memb. Sci. 149 (1) (1998) 29–37, https://doi.org/10.1016/S0376-7388(98)00185-9.

[92]A . Wolin ska-Grabczyk , J. Memb 。滑雪 。282 ( 1 - 2 ) ( 2006 ) 225 - 236 , https://doi 。

ORG/10.1016/J.MECSI.2006.05.026 。

[93]C .我 的 , H 。陈 , X 。太阳 , G 。刘 , K 。是 的 , Prog 。Coatings 161 ( 2021 ) , https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2021.106465106465 。

[94]I.M. Davletbaeva,O.O. Sazonov,I. N. Zakirov,A.M. Gumerov,A. V. Klinov,A.R.

Fazlyev,A. V. Malygin,Polym. 2021,第13卷,第1442页13(9)(2021)1442.

10.3390/聚合物13091442。

[95]P. Peng,Y.彭文斌,中国农业科学院农业科学研究所所长。兰角,澳-地Zhang,J. Luo,J. Appl. Polym. Sci. 139(3)(2022)51514,https://doi.org/10.1002/APP.51514。[96]N. Nasrollahi,V. Vatanpour,A. Khataee,Sci.全面环境。838(2022),https:doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.156010 156010. [97]M.萨法普尔,阿。Safikhani,V. Vatanpour,Sep. Purif. Technol.279(2021),https://doi.org/10.1016/j.seppur.2021.119678 119678。

[98]V.瓦坦普尔,A. Ghadimi,A.卡里米A. Khataee,医学博士耶卡瓦兰吉,脱线。Sci.

Eng. C 89(2018)41-51,https://doi.org/10.1016/j.msec.2018.03.026。

[99] N. Haghighat V. Vatanpour M. Sheydaei Z. Nikjavan Sep. Purif Technol. 237 (November 2019) (2020) 116374 10.1016/j.seppur.2019.116374. [100] G. Ciobanu, G. Carja, Desalination 250 (2) (2010) 698–701, https://doi.org/ 10.1016/j.desal.2009.05.023.

N. Nasrollahi,M. Yousefpoor,A. Khataee等人

工业与工程化学学报116(2022)99-119

118

[101]H.C. Oyeoka,C.M.埃武洛努岛Nwuzor,C.M. Obele,J.T. Nwabanne,J.

生物资源。Bioprod 6(2)(2021)168-185,https://doi.org/10.1016/J。

JOBAB.2021.02.009.

[102]G.乔巴努岛乔巴努,应用聚合物。Sci. 132(2015)17,https://doi.org/ 10.1002/APP.41813。[103]H. Mahdavi,F. Razmi,T. Shahalizade,Sep. Purif. 162(2016)37-44,https://doi.org/10.1016/J.SEPPUR.2016.02.018。[104]M. Moslehi,H. Mahdavi,A. Ghaffari,J. Polym. Environ. 2021 298 29(8)(2021)2463-77. 10.1007/S10924-021-02060-2。

[105]F. V.亚当斯,E.N. Nxumalo,R.W.M. Krause,E.M.V. Hoek,B.B. Mamba,J. Memb.

Sci. 405-406(2012)291-299,https://doi.org/10.1016/J。

MEMSCI.2012.03.023.

[106]F. V.亚当斯,D.S.德拉米尼,EN Nxumalo,R.W.M. Krause,E.M.V. Hoek,B.B.

Mamba,J. Memb. Sci. 429(2013)58-65,https://doi.org/10.1016/j。

memsci.2012.11.035.

[107]H. Wang,H. Xu,H. Li,X. Liu,Z.杜,W. Yu等人,Polym. Mater.第三条第二款(2021年)

710-719,

https://doi.org/10.1021/ACSAPM.0C01005/SUPPL_FILE/ AP0C01005_SI_001.PDF。

[108]C .加油 , x 。李 , KG 。对不起 , Z 。Shi , E.T.对不起 , J . Memb 。SCI | 320 ( 1 - 2 ) ( 2008 ) 259 - 267 ,https://doi.org/10.1016/J.MEMSCI.2008.04.012.

[109]K 。Tan , S . K 。Obendorf , J . Memb 。SCI | 289 ( 1 - 2 ) ( 2007 ) 199 - 209 , https ://doi 。

ORG/10.1016/JJ.MECSI.2006.11.054 .

[110]K 。王 , H 。你 好 , X .刘 , H 。王 , G 。Cheng , S 。金 , 兰 米尔 37 ( 33 ) ( 2021 )

10115-10125,

https://doi.org/10.1021/ACS.LANGMUIR.1C01477/ 第 一 � l 租 � U 物 � Y 的 品名 、 � 格 、 � 盗 俊 ① | 量 ( � � 合同 附件 ) : _

[111] L. Wang, B. Zhao, S. Ma, H. Zhang, Q. Yang, Adv. Mater. Res. 518–523 (2012) 755–759, https://doi.org/10.4028/WWW.SCIENTIFIC.NET/AMR.518-523.755. [112] M. Liu, C. Xiao, X. Hu, Desalination 298 (2012) 59–66, https://doi.org/ 10.1016/J.DESAL.2012.05.002. [113] M. Tawalbeh, A. Al Mojjly, A. Al-Othman, N. Hilal, Desalination 447 (2018) 182–202, https://doi.org/10.1016/J.DESAL.2018.07.029. [114] W. Wang, X.R. Ma, J. Si, Z. Cui, Q. Wang, X. Liu, Macromol. Mater. Eng. 306 (10) (2021) 2100270, https://doi.org/10.1002/MAME.202100270.

[115]J . J. Wu , C . F 。Xiao , H.L. 。刘 , J. Polym 。2019 268 26 ( 8 ) ( 2019 ) 1 - 10 .

10965 - 10965 - 01841 - 02 - 02

[116]K 。Nayak , A 。库 马尔 , P. 达斯 , B . P. Tripathi , J . Memb 。SCI | 630 ( 2021 ) , https ://doi 。

ORG/10.1016/J.MEMSCI.2021.119306119306 .

[117]J. Farahbakhsh , V. Vatanpour , M . Khoshnam , M 。React , 反应 。Funct 。POLYM 。

166 ( 2021 ) ,https://doi.org/10.1016/j.reactfunctpolym.2021.105015105015 .

[118] J. Guo, M. Huang, P. Gao, Y. Zhang, H. Chen, S. Zheng, et al., Chem. Eng. J. 398 (2020), https://doi.org/10.1016/J.CEJ.2020.125604 125604. [119] M. Ehsan Yakavalangi, S. Rimaz, V. Vatanpour, J. Appl. Polym. Sci. 134 (6) (2017), https://doi.org/10.1002/app.44444. [120] S. Gholami, A. Rezvani, V. Vatanpour, J.L.J.L. Cortina, Desalination 443 (2018) 245–255, https://doi.org/10.1016/j.desal.2018.06.004. [121] S. Yu, M. Liu, X. Liu, C. Gao, J. Memb. Sci. 342 (1–2) (2009) 313–320, https:// doi.org/10.1016/j.memsci.2009.07.003. [122] L.F. Liu, Z. Bin Cai, J.N. Shen, L.X. Wu, E.M.V. Hoek, C.J. Gao, J. Memb. Sci. 469 (2014) 397–409, https://doi.org/10.1016/J.MEMSCI.2014.06.029. [123] L.F. Liu, H. Wu, R.H. Li, C. Yang Yu, X.T. Zhao, C.J. Gao, RSC Adv. 8(66) (2018) 37817–27. 10.1039/C8RA04906H.

[124]m .刘 , S 。J , J. Tao , C .高 , J . Memb 。SCI | 2008 年 12 月 25 日 ( 二 ) 947 - 956 , https ://doi

作者 : jj/2008.09.033

[125]F. Mojerlou,M.M. Lakouraj,M. Barikani,A. Mohammadi,Carbohydr. Polym.

205(2019)353-361,https://doi.org/10.1016/J.CARBPOL.2018.10.066。

[126]鉴证组汗,S。哈菲兹,M。苏丹,A.伊斯兰教,S.S.伊克巴尔,RU Khan,S.M. Khan,J.

Polym. Environ. 2020 287 28(7)(2020)1944-53。10.1007/S10924-02001745-4。

[127]L.F.刘晓良Gu,S.R. Qi,X. Xie,R.H. Li,K.李继尧Yu,C.J. Gao,Polym. 2018年,Vol.

10,第346页10(4)(2018)346。10.3390/聚合物10040346。

[128]G.杨杰,张建,M. Peng,E.杜,Y. Wang,G.尚湖,澳-地Ling,H. Ding、S.格雷,Z.

谢,过程。2021,第9卷,第243页9(2)(2021)243。10.3390/PR9020243。

[129]A.艾哈迈德,F。Jamshaid,M. Adrees,S. S.伊克巴尔,A. Sabir,T.里亚兹等人,

脱盐420(2017)136-144,https://doi.org/10.1016/J。

DESAL.2017.07.007.

[130]R. Ding、S. Chen,H. Xuan,B。Li,Y. Rui,Desalination 516(May)(2021),https:doi.org/10.1016/j.desal.2021.115223 115223.

[131]M.G. Mostafa,B. Zhu,M. Cran,N.道,N.米尔恩,D。德赛,M。杜克先生。

2017年,第7卷,第55页7(4)(2017年)55。10.3390/成员7040055。

[132]T.吉尔·契切克,M. Komárek,T. Lederer,J.纳米技术。2017(2017),https://doi。

org/10.1155/2017/7143035。

[133]M. Khayet,C. García-Payo,T.松浦,J. Memb。Sci. 588(2019),https://doi。

org/10.1016/J.MEMSCI.2019.117215 117215。

[134]R. Shoaie,J. Karimi-Sabet,S.穆罕默德,A.穆萨维安,P. Khadiv-Parsi,R.

Moradi(2017),https://doi.org/10.5004/dwt.2017.20292。

[135]M.马杜马拉,N. Badhrachalam,S. Sridhar,J. Clean.生产。199(2018)923- 936,https://doi.org/10.1016/J.JCLEPRO.2018.07.261。

[136]K. Hooshyari,H. Rezania,V. Vatanpour,P. Salarizadeh,M.B.阿斯卡里,H.

Beydaghi等人,J. Memb。Sci。612(2020),https://doi.org/10.1016/j。

memsci.2020.118436 118436

[137] A. Bottino, G. Capannelli, A. Comite, C. Costa, J. Fuel Cell Sci. Technol. 8 (2011) 5, https://doi.org/10.1115/1.4003981/452430. [138] W. Nimir, A. Al-Othman, M. Tawalbeh, A. Al Makky, A. Ali, H. Karimi-Maleh,

等, 国际氢能源杂志(2021年),https://doi.org/10.1016/j。

ijhydene.2021.11.174.

[139] M. Ahmad, A.A. Qaiser, N.U. Huda, A. Saeed, RSC Adv. 10 (6) (2020) 3029– 3039, https://doi.org/10.1039/C9RA06178A. [140] Q. Che, N. Chen, J. Yu, S. Cheng, Solid State Ionics 289 (2016) 199–206, https:// doi.org/10.1016/J.SSI.2016.03.009. [141] J. Jin, J. Zhao, S. Shen, J. Yu, S. Cheng, B. Pan, et al., Nanotechnology 31 (20) (2020), https://doi.org/10.1088/1361-6528/AB71B5 205707. [142] J. Yu, S. Cheng, Q. Che, J. Polym. Sci. Part A Polym. Chem. 55 (20) (2017) 3446– 3454, https://doi.org/10.1002/POLA.28725. [143] U. Baig, A.A. Khan, J. Ind. Eng. Chem. 29 (2015) 392–399, https://doi.org/ 10.1016/J.JIEC.2014.12.045. [144] G.R. Lomax, J. Mater. Chem. 17 (27) (2007) 2775–2784, https://doi.org/ 10.1039/B703447B. [145] J. Zhao, Y. Li, J. Sheng, X. Wang, L. Liu, J. Yu, et al., Mater. Interfaces 9 (34)

(2017年)29302-29310,https://doi.org/10.1021/ACSAMI.7B08885/SUPPL_FILE/ AM7B08885_SI_001.PDF。

[146]M.普莱特,C。”我知道,Polym。Test。14(2)(1995)115-120,https://doi.org/ 10.1016/0142-9418(95)93191-3。

[147]加布里埃尔,A. A. Gabriel罗德里格斯,M。马塞多,A.L. Jardini,R。小男孩,马特。Sci。

英。C 72(2017)113-117,https://doi.org/10.1016/J.MSEC.2016.11.057。

[148]A.加油,Q。McCulloch,R。Martinez,S。马丁,R。辛格,O.M. Isak,et al.(伊萨克,等人)

Sci。 工程4(10)(2018)3522-3533,https://doi.org/10.1021/ ACSBIOMATERIALS.8B00578/SUPPL_FILLE/AB8B00578_SI_002.AVI。

[149] X. Tian, Y.R. Qiu, Prog. Biophys. Mol. Biol. 148 (2019) 39–46, https://doi.org/ 10.1016/J.PBIOMOLBIO.2017.10.003. [150] J. Guo, M. Huang, L. Meng, N. Jiang, S. Zheng, M. Shao, et al., Environ. Res. 195 (2021), https://doi.org/10.1016/J.ENVRES.2021.110791 110791. [151] W. Zhou, X. Yu, L. Cao, M. Yang, Y. Li, Y. Si, et al., Adv. Sustain. Syst. 4 (9) (2020) 1–11, https://doi.org/10.1002/adsu.202000105.

[152]S.诺曼,S。知道,B。金明德,R。拉辛,M。Marvel,Y。比伯,夫人。

2021年,第11卷,第668页11(9)(2021)668。10.3390元/MEMBRANES 11090668。

N. Nasrollahi,M. Yousefpoor,A. Khataee等人

工业与工程化学学报116(2022)99-119

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