纳米孔径重离子微孔膜的制备

应用中国原子能科学研究院HI 13串列加速器产生的重离子32S和79Br轰击聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）薄膜,再对薄膜进行化学蚀刻处理使由重离子辐照损伤产生的潜径迹形成微孔,制备出孔径为100～900nm的重离子微孔膜。为增加径迹蚀刻速率与体蚀刻速率之比,化学蚀刻前采用紫外光辐照薄膜。蚀刻过程中采用电导蚀刻法监测膜孔径生长过程。对32S和79Br辐照制备的重离子微孔膜进行了比较,79Br离子辐照制备的微孔膜与32S离子辐照制备的微孔膜相比,孔型圆整,锥角更小;在制备纳米微孔膜方面79Br离子优于32S离子。     

PET核孔膜蚀刻速率影响因素的研究

核孔膜是通过重离子照射薄膜后进行化学蚀刻所得到的高性能过滤材料,蚀刻速率是影响高质量核孔膜制备的重要因素。本文探讨了不同蚀刻液浓度、温度以及重离子辐照能量对蚀刻速率的影响。利用140 MeV的32S离子在室温和真空条件下对4层堆叠的PET(polyethylene terephthalate)薄膜进行了辐照。在对辐照样品进行化学蚀刻期间采用电导法确定了径迹蚀刻速率Vt。结果表明:蚀刻速率与蚀刻温度呈指数相关,随蚀刻液浓度增加而线性增大;径迹蚀刻速率随能量损失率(离子能损)增大。研究确定,在入射32S能量为1.6 MeV·u-1时,NaOH浓度为1mol·L-1、蚀刻温度为85°C时最有利于形成圆柱形微孔。     

PET薄膜中32S离子径迹的热退火效应

采用径迹蚀刻的方法研究了热处理对聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）薄膜中重离子径迹的热退火效应。使用113.7 MeV的³²S离子在PET薄膜中产生垂直于表面且贯穿薄膜的离子径迹。对薄膜进行局部热处理，加热温度为70～240 ℃，时间为1～300 s。薄膜经过化学蚀刻成核孔膜后使用显微镜观测。结果表明：在相同的热处理时间下，随着热处理温度的升高，PET薄膜中离子径迹的热退火效应愈加明显；在热处理温度不变的情况下，随着热处理时间的增加，退火效应亦愈加明显。     

PET薄膜中~(32)S离子径迹的热退火效应

采用径迹蚀刻的方法研究了热处理对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜中重离子径迹的热退火效应。使用113.7 MeV的~(32)S离子在PET薄膜中产生垂直于表面且贯穿薄膜的离子径迹。对薄膜进行局部热处理,加热温度为70～240℃,时间为1～300 s。薄膜经过化学蚀刻成核孔膜后使用显微镜观测。结果表明:在相同的热处理时间下,随着热处理温度的升高,PET薄膜中离子径迹的热退火效应愈加明显;在热处理温度不变的情况下,随着热处理时间的增加,退火效应亦愈加明显。     

电子束蚀刻聚酰亚胺制备微孔分离膜的研究

以电子束蚀刻技术,结合微孔掩膜和溶液氧化腐蚀的方法,制备聚酰亚胺(Polyimide,PI)微孔分离膜.通过称重法,讨论了吸收剂量、腐蚀时间和腐蚀温度等因素对PI基膜蚀刻和腐蚀的影响,结果表明,随着吸收剂量、腐蚀温度和腐蚀时间的增加,PI基膜更容易被腐蚀;IR检测结果表明,辐照导致PI分子化学键断裂,分子量变小,是辐照PI腐蚀失重率增加的原因;试验对微孔铅和铁掩膜遮蔽的PI基膜进行电子辐照,再用浓硫酸和重铬酸钾混合溶液腐蚀辐照PI基膜,得到具有规则且垂直孔道的聚酰亚胺微孔分离膜.     

径迹纳米孔高分子膜的制备和表征

载能重离子辐照高分子膜形成的离子潜径迹，经后续处理可制备出离子径迹纳米孔高分子膜。本文介绍了传统的离子径迹蚀刻法与最近发展的离子径迹紫外辐照方法制备径迹纳米孔高分子膜的过程及其纳米孔膜孔径的表征。离子径迹紫外辐照方法舍弃了传统离子径迹蚀刻法的化学蚀刻过程，所制备的径迹纳米孔高分子膜的孔密度高，孔道尺寸为纳米甚至亚纳米尺度，在海水淡化、离子分离等领域具有广阔的应用前景。     

聚合物离子径迹化学蚀刻过程的数值分析

介绍了聚合物材料离子径迹化学蚀刻过程的电导监测技术及相应的数据分析方法,针对理论假设与实际蚀刻过程不符的情况,详细考虑了径迹穿孔时间分布、孔形以及微孔中蚀刻液电导率随蚀刻时间变化等因素,建立了相应的径迹蚀刻模型,并通过数值计算研究了各种因素对径迹蚀刻过程中电导测量结果的影响,获得了有关离子径迹微观结构、微孔中蚀刻液电导率随孔径的变化以及径迹蚀刻速率比对孔形影响的信息.     

高锰酸钾溶液对核径迹敏化新现象的研究

利用电导法研究高锰酸钾溶液预处理对聚对苯二甲酸乙二酯膜(PET)蚀刻速率的影响,用不同浓度的高锰酸钾溶液预处理1 h、2 h、3 h、4 h、5 h、6 h,径迹蚀刻速率在2 h时达到峰值,之后随预处理时间的增长而下降,基体蚀刻速率随预处理时间的增长而变小,半锥角随预处理时间增长而减小。在0.1 mol·L-1高锰酸钾溶液中分别加入5%、15%、25%、35%的2 mol·L-1硫酸溶液,实验结果表明,酸性高锰酸钾对径迹蚀刻速率影响较小,基体蚀刻速率随硫酸量的增加而变大,半锥角也相应地增大。另外,电导法中所用的直流电压大小对径迹蚀刻速率也有影响。     

离子径迹模板辅助法制备InSb纳米线

以厚度30 μm的聚碳酸酯薄膜为母板,利用加速器提供的高能重离子对其进行辐照,辐照过的模板经紫外光敏化后置于蚀刻液中进行蚀刻以获得重离子径迹模板.采用电化学共沉积技术在重离子径迹模板中成功制备了InSb纳米线.通过扫描电子显微镜(SEM)对其形貌进行观察和分析,结合X射线衍射(XRD)研究沉积电位对InSb纳米成分的影响,最终获得了重离子径迹模板中制备InSb纳米线所需的最佳电化学沉积条件.     

固体核径迹的平均直径与密度随蚀刻温度和蚀刻剂浓度的变化

实验观察了固体核径迹的平均直径和径迹密度随蚀刻剂浓度、蚀刻温度的变化关系。实验采用聚碳酸酯膜(Makrofol)为探测器,化学预蚀刻与电化学蚀刻相结合,蚀刻剂浓度分别为5、6和6.85mol/L 的 KOH 溶液,蚀刻温度分别为30、40、50和60℃,实验结果表明,在本实验条件下,核径迹的平均直径和径迹密度均随蚀刻温度和蚀刻剂浓度的升高而明显增大。     

聚丙烯核孔膜化学蚀刻工艺研究

探讨了蚀刻剂中重铬酸钾浓度、硫酸浓度及蚀刻温度、蚀刻时间等因素对聚丙烯膜基体蚀刻速率的影响；建立了基体蚀刻速率与重铬酸钾浓度，硫酸浓度、蚀刻温度的数学关联式；并选择一定的蚀刻条件对辐照过的聚丙烯膜进行蚀刻，得到了预期孔径的聚丙烯核孔膜。     

电导法研究紫外光预辐照对核孔膜径迹蚀刻的影响

利用紫外光辐照聚碳酸酯（PC）离子径迹膜,研究光辐照对于核孔膜蚀刻过程的影响。实验结果显示,紫外光照射对核孔膜的蚀刻有着重要的作用,它可以有效地增加径迹的蚀刻速率,并且径迹蚀刻速率随紫外光照时间的增加呈线性增长关系,此现象是由于光降解作用引起的。本文还介绍了用于监测核孔膜蚀刻过程的电导测量方法,利用此方法可以得出核孔膜径迹蚀刻速率、孔径随蚀刻时间变化等关系。     

聚碳酸酯和聚酯核孔膜的性能研究

聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)和聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene Terephthalate,PET)薄膜因其可被碱性溶液有效刻蚀而被用于核孔膜材料。采用11.4 MeV·u-1的Au离子和20 MeV·u~(-1)的Kr离子分别辐照PC及PET薄膜,然后经NaOH溶液蚀刻,制得膜孔径分别为20-400 nm和100-700 nm的PC和PET核孔膜。扫描电子显微镜(Scan Electron Microscope,SEM)和气-液排除法等表征和测试结果显示孔密度与辐照剂量有关;蚀刻时间越长,膜孔径越大,实验制备的核孔膜孔分布越均匀。被辐照后的PET膜亲水性比PC膜高。在0.15 MPa和室温下,水溶液中的牛血清白蛋白(Bovine Serum Albumin,BSA)可被不同孔径的PET核孔膜有效截留;膜孔径越小,截留率越高,过滤所需压力越大,膜越易被污染。     

药液过滤用离子微孔膜流量研究

研究不同的照射条件 (垂直照射和发散照射 )和不同滤膜孔型 (柱形孔和锥形孔 )对PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯 )离子微孔膜流量的影响。研究结果显示 :发散照射和锥形孔均可提高药液过滤用PET离子微孔膜的流量。     

Enhancement of etch rate for preparation of nano-sized ion-track membranes of poly(vinylidene fluoride): Effect of pretreatment and high-LET beam irradiation

We investigated how pretreatment and high-LET beam irradiation affected the ion-track dissolution rate in poly(vinylidene fluoride) (PVDF) films by SEM observations and conductometric analysis in order to develop the preparation methodology of nano-sized ion-track membranes. PVDF thin films irradiated with four types of ion beams were exposed to a 9 mol/dm³ KOH aqueous solution after their storage in air at 120 °C. This heating treatment was found to enhance the etch rate in the latent track, both in the inner core and outer halo regions, without changing that in the bulk, probably due to the formation of parasitic oxidation products facilitating the introduction of the etching agent to improve the etchability. Additionally, the irradiation of heavier higher-LET ions, causing each track to more activated sites (like radicals), was preferable for achieving effective etching.     

聚酯膜在NaOH溶液中的蚀刻速率

木文研究了蚀刻剂对聚酯(PET)基膜的蚀刻速率及径迹蚀刻速率,以制备精确孔径的核孔膜。测定了PET基膜在不同浓度、温度的NaOH溶液中的蚀刻速率,经回归得到它们之间的经验关联式,提出了几种增大PET膜径迹蚀刻速率的有效方法。