|本期目录/Table of Contents|

[1]王　帅,尹　成,周伟琪,等.分离膜孔结构的电化学交流阻抗谱表征[J].武汉工程大学学报,2017,39(05):466-470.[doi:10. 3969/j. issn. 1674?2869. 2017. 05. 011]
　WANG Shuai,YIN Cheng,ZHOU Weiqi,et al.Characterization of Pore Structure in Separation Membrane by Electrochemical Impedance Spectroscopy[J].Journal of Wuhan Institute of Technology,2017,39(05):466-470.[doi:10. 3969/j. issn. 1674?2869. 2017. 05. 011]
点击复制

分离膜孔结构的电化学交流阻抗谱表征(/HTML)
分享到：

《武汉工程大学学报》[ISSN:1674-2869/CN:42-1779/TQ]

卷:
39
期数:
2017年05期
页码:
466-470
栏目:
材料科学与工程
出版日期:
2017-12-19

文章信息/Info

Title:
Characterization of Pore Structure in Separation Membrane by Electrochemical Impedance Spectroscopy
文章编号:
20170511
作者:
王　帅1; 尹　成1; 周伟琪1; 林志东1; 付　萍1; 陈　喆1* ; 张　勇1; 吴江渝1; 海吉忠2; 杨小波2; 刘海平2
1. 等离子体化学与新材料湖北省重点实验室（武汉工程大学），湖北 武汉 430205； 2. 青海盐湖工业股份有限公司，青海盐湖资源综合利用重点实验室，青海 格尔木 816000
Author(s):
WANG Shuai1;  YIN Cheng1;  ZHOU Weiqi1;  LIN Zhidong1;  FU Ping1;  CHEN Zhe1* ;  ZHANG Yong1;  WU Jiangyu1;  HAI Jizhong2;  YANG Xiaobo2;  LIU Haiping2
1. Hubei Key Laboratory of Plasma Chemistry and Advanced Materials （Wuhan Institute of Technology）， Wuhan 430205， China； 2. Key Laboratory of Salt Lake Resources Integrated Utilization of Qinghai， Qinghai Salt Lake Industry Co.， LTD， Golmud 816000，China
关键词:
分离膜; 孔结构; 电化学交流阻抗谱; 水通量
Keywords:
separation membrane;  pore structure;  electrochemical impedance spectroscopy;  water flux
分类号:
TB34
DOI:
10. 3969/j. issn. 1674?2869. 2017. 05. 011
文献标志码:
A
摘要:
利用电化学工作站的电化学交流阻抗谱构建一种测量分离膜通孔结构的电化学表征技术. 通过改变聚乙烯吡咯烷酮的质量分数，制备具有不同孔洞结构的聚砜分离膜. 采用电化学工作站、孔容积分析仪、膜性能测试装置对分离膜的孔结构和水通量进行分析. 结果表明：随着聚乙烯吡咯烷酮质量分数的增加，分离膜的通孔电阻下降，孔径增大，水通量增加. 在孔径为10 nm~40 nm的范围内，分离膜的水通量结果与其通孔电阻之间成反比关系，该关系符合分离膜的孔洞模型. 因此，电化学交流阻抗谱是一种评价分离膜的通孔结构的有效方法.
Abstract:
An electrochemical characterization method was developed for probing the pore structure of separation membrane by electrochemical impedance spectroscopy obtained from electrochemical work station. A series of polysulfone membranes with different hole structures were prepared by altering the mass fraction of polyvinyl pyrrolidone （PVP）. The hole structure and water flux of the membranes were evaluated by the electrochemical work station， the pore analyzer and the membrane performance tester. The results show that the resistance of the open pore decreases in separation membrane and the mean pore size and the water flux become larger when the mass fraction of PVP rises. We find an inverse relationship between the water flux and the pore resistance over the range of pore size from 10 nm to 40 nm， which can be well explained by the pore model， suggesting that the electrochemical impedance spectroscopy is an effective method for evaluating the open-pore structure of separation membrane.

参考文献/References:

［1］　徐南京，高从堦，金万勤. 中国膜科学技术的创新进展［J］. 中国工程科学，2014，16（12）：4-9. XU N J， GAO C J， JIN W Q. Innovations of membrane science and technology in China［J］. Engineering Sciences，2014， 16（12）： 4-9. ［2］　CUI Z L， DRIOLI E， LEE Y M. Recent progress in fluoropolymers for membmranes［J］. Progress in Polymer Science，2014，39（1）： 164-198. ［3］　刘雷艮，王育玲，陈建广. 静电纺纳米/亚微米纤维膜对染料的过滤性能研究［J］. 膜科学与技术，2017，37（2）：100-105. LIU L G，WANG Y L，CHEN J G. Filtration properties of electrospunnano-diameter/submicro-diameter fibrous membrane for dyes［J］. Membrane Science and Technology，2017，37（2）： 100-105. ［4］　ZHENG J F，LI M，YU K，et al. Sulfonated multiwall carbon nanotubes assisted thin-film nanocomposite membrane with enhanced water flux and anti-fouling property ［J］. Journal of Membrane Science，2017，524： 344-353. ［5］　ZHAO X Z，LIU C K. One-step fabricated bionic PVDF ultrafiltration membranes exhibiting innovative antifouling ability to the cake fouling［J］. Journal of Membrane Science，2016，515： 29-35. ［6］　POWELL L C，HILAL N，WRIGHT C J. Atomic force microscopy study of the biofouling and mechanical properties of virgin and industrially fouled reverse osmosis membranes［J］. Desalination，2017，404： 313-321. ［7］　TANSEL B， DIZGE N， TANSEL I N. Analysis of high resolution flux data to characterize fouling profiles of membranes with different MWCO under different filtration modes［J］. Separation and Purification Technology，2017，173： 200-208. ［8］ GAO F，SHENG Y X，CAO H B，et al. The synergistic effect of organic foulants and their fouling behavior on the nanofiltration separation to multivalent ions［J］. Desalination and Water Treatment，2016，57（59） ：29044-29057. ［9］ SIBAG M L，LEE S M，KIM H J，et al. Retention of silica nanoparticles in a lab-scale membrane bioreactor： implications for process performance and membrane fouling［J］. Water，2016，8（7） ：277-1-277-14. ［10］　史坤明，郭建伟，王佳. Pt/C催化剂氧还原反应的交流阻抗动态研究［J］. 电化学，2016，22（5）：542-548. SHI K M，GUO J W，WANG J. The study of dynamical electrochemical impedance spectroscopy for oxygen reduction reaction on Pt/C catalyst［J］. Journal of Electrochemistry，2016，22（5）： 542-548. ［11］UPADHYAY V，BATTOCCHI D. Localized electrochemical characterization of organic coatings： a brief review［J］. Progress in Organic Coatings，2016，99： 365-377. ［12］　施锦杰，孙伟. 用电化学阻抗谱与X射线CT研究混凝土中钢筋的腐蚀行为［J］. 硅酸盐学报，2011，39（10）：1694-1700. SHI J J，SUN W. Application of electrochemical impedance spectroscopy and X-ray computed tomography to study rebar corrosion in concrete［J］. Journal of the Chinese Ceramic Society，2011，39（10）：1694-1700. ［13］　HUSAIN A，KUPWADE-PATIL K，AL-AIBANI A F，et al. In situ electrochemical impedance characterization of cement paste with volcanic ash to examine early stage of hydration ［J］. Construction and Building Materials，2017，133： 107-117. ［14］　黄建华，刘怀周. ITO/BZO复合薄膜制备及在非晶硅薄膜太阳能电池的应用［J］. 人工晶体学报，2016，45（2）：515-519. HUANG J H，LIU H Z. Fabrication of ITO/BZO composite thin film and application to amorphous silicon thin film solar cells［J］. Journal of Synthetic Crystals，2016，45（2）：515-519. ［15］　闫二锦，钱建华. 聚砜平板超滤膜的制备及亲水性改性［J］. 现代纺织技术，2016，24（1）：27-31. YALN E J，QIAN J H. Preparation and hydrophilicity modification of polysulfone plate ultrafiltration membrane［J］. Advanced Textile Technology，2016，24（1）：27-31. ［16］　陈喆，王帅，张永静，等. 反渗透膜的微结构分析［J］. 武汉工程大学学报，2015，37（8）：32-36. CHEN Z，WANG S，ZHANG Y J，et al. Microstructure in reverse osmosis membranes［J］. Journal of Wuhan Institute of Technology，2015，37（8）： 32-36. ［17］ PRABAKARAN K，MOHANTY S，NAYAK S K. Improved electrochemical and photovoltaic performance of dye sensitized solar cell based on PEO/PVDF-JFP/silane modified TiO2 electrolytes and MWCNT/Nafion（R） counter electrode［J］. RSC Advances，2015，5（51）： 40491-40504. ［18］　MARCHETTI P，JIMENEZ SOLOMON M F，SZEKELY G，et al. Moclecular separation with organic solvent nanofiltration： a critical review［J］. Chemical Reviews，2014，114（21）： 10735-10806.

相似文献/References:

备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期：2017-02-26 基金项目：国家自然科学基金（NSFC11205118）；青海盐湖资源综合利用重点实验室开放基金（Q-SYS-201516- KF-04， Q-SYS-201516-KF-05）作者简介：王　帅，硕士研究生. E-mail：max-wangshuai@outlook.com
更新日期/Last Update: 2017-10-25