采用溶胶-凝胶法制备Ba0.95Ce0.8Y0.2O3-δF0.10(BCYF0.10)和Ce0.8Y0.2O2-δ(YDC)陶瓷粉体。通过调节内、外层纺丝液中陶瓷粉体含量，调控中空纤维膜的致密层厚度、2层之间的结合状态及抗折强度，进而实现BCYF0.10-YDC/BCYF0.10-Ni双层非对称致密中空纤维陶瓷膜的共纺丝-共烧结可控合成。当内、外层纺丝液中陶瓷粉体的含量分别为65.7%(质量分数)和44.4%条件下并于1 600 ℃烧结5 h，中空纤维膜致密外层厚度仅为14.5 μm，且层间结合紧密，抗折强度达到168.5 MPa。在900 ℃、管程进料气为100 mL·min-1的50%(体积分数) H2/He、吹扫气速率为100 mL·min-1N2时，中空纤维膜的氢渗透速率达0.54 mL·min-1·cm-2。

膜生物反应器（MBR）具有出水水质好, 占地面积小, 污泥产率低等优点, 但在系统运行过程中膜组件一旦破损将会直接影响系统的出水水质。 以荧光发射光谱响应作为技术手段, 研究了中空纤维膜生物反应器（HMBR）工艺中膜丝纤维破损率、 污泥浓度、 膜组件破损响应时间等指标对于膜完整性监测方法的影响。 结果表明, 采用中空纤维微滤膜组件的MBR处理能有效截留污水中的类蛋白质物质（C1）, 而对类富里酸物质（C2）, 类腐殖酸物质（C3）截留性能较差。 基于此, 提出主要以Ex/Em为230/335 nm的紫外区类色氨酸物质荧光峰作为检测指标, 以荧光截留变化指数（fi）作为膜组件完整性的判定方法； 以Ex/Em为330/415 nm的类腐殖酸荧光峰与紫外区类色氨酸物质荧光峰比值变化作为参比指示因子（Ri）, 用以指示系统检测结果的准确性。 针对最低检测精度θ, 发现MBR内污泥浓度对于膜组件破损的基准判定存在影响。 不同污泥浓度的MBR-1池至MBR-5池荧光截留变化指数fi分别为12.4%, 3.7%, 13.9%, 15.9%和15.8%, 参比指示因子Ri分别为1.87, 1.92, 1.35, 2.19和2.69均大于最低检测精度下的指示因子Rθ, 可有效反映膜组件破损情况。 随着膜组件中膜纤维破损根数的增加, 荧光截留变化指数fi随之增加, 并且在膜组件运行时可快速识别破损信息, 响应速度快。 同时发现随着MBR运行时间的延长, 污泥会通过膜组件破损处进入膜丝形成堵塞, 出现自修复现象。 破损后运行约80 min, 除紫外区类色氨酸的泄漏的信号响应外, 荧光强度趋于稳定。 对比实验发现荧光截留变化指数fi与颗粒计数器检测结果基本一致。 因此, 基于荧光光谱响应的发射光谱扫描技术检测MBR中膜组件的完整性在响应时间、 反馈精度上表现出良好的性能, 且操作方便快捷, 对于检测水样的预处理要求低, 能够实现对大型MBR系统众多组件的分散式检测, 具有良好的实用性。

聚砜中空纤维膜由于其独特的性质成为广泛使用的基膜之一, 微生物污染是其使用过程中常见的一个严峻问题, 量子点具有粒径小, 生物毒性强等特点, 在抑制微生物的生长方面有重要作用.本文主要研究量子点修饰的聚砜中空纤维膜表面的抗菌性能, 通过在水相中合成了稳定的具有窄而对称荧光发射带的量子点CdTe, 以巯基丙酸作为表面修饰剂, 对其进行了荧光光谱、透射电镜表征, 得到了粒径约为3 nm的CdTe半导体纳米粒子；以二苯甲酮为光敏剂, 通过连续化紫外辐照的方法将亲水性单体甲基丙烯酸β羟乙酯接枝到中空纤维膜的表面, 利用羟基和羧基的反应成功地在其表面组装上量子点, 通过红外光谱进行表征；从野外环境中分离培养了棒状细菌B1, 其形态通过偏光显微镜和扫描电镜表征, 利用紫外分光光度计测量光学密度, 分析中空纤维膜上量子点的抗菌性能.结果表明, 经过改性, 细菌的光学密度由原膜的0.88降低到量子点改性膜的0.27.表明中空纤维膜的抗菌性有了较显著的改善.进而表明, 连续化紫外辐照改性的方法切实可行, 并展现了在工业应用领域的潜力.

生物反应器是生物型人工肝支持系统(Bioartificial Liver Support System,BALSS)的核心部件,肝细胞在反应器中存活,分泌出的活性物质对肝衰竭患者起到生物合成、代谢、解毒的作用.肝细胞的生长状态直接关系到BALSS的效果.向分体双循环生物反应器内通入氧气、氮气、二氧化碳,可以控制系统内溶解氧浓度(DO)值和酸碱度(pH)在一定范围之内,从而保证体外培养肝细胞能够最大程度发挥功能活性.本文所述内容是对该生物反应器曝气装置的改进,利用中空纤维膜式吸收器构建了适用于BALSS的新型曝气装置,采用人工神经网络(ANN)自适应算法,计算机根据传感器实时测量的pH与DO值,通过执行机构对气体进行调控,达到了安全、稳定、高效的目的.