静电纺PVA/PEO共混纳米纤维膜的制备与性能表征

采用静电纺丝技术制备聚乙烯醇(PVA)/聚氧化乙烯(PEO)共混纳米纤维膜,测试共混纤维膜的拉伸力学性能,采用SEM观察其微观形貌和结构,利用TGA和DSC分析共混纤维膜的热学性能,考察PEO与PVA共混比例对纤维膜性能的影响.结果表明:PEO加入过多或过少对共混纤维膜结构均无明显改善,当PVA∶PEO质量比为5∶5时,所得纤维膜成丝性和成膜性最佳,膜中纤维线密度最小且粗细均匀;与纯纺纤维膜相比,不同共混比例PVA/PEO纤维膜的力学性能均有不同程度提升,当PVA与PEO质量比为7∶3时其断裂强度和断裂伸长率较纯PVA分别提高了66%和1 545.71%;PVA/PEO共混纤维膜的热稳定性优于纯PVA纤维膜,但PEO加入量的变化对共混纤维膜热学性能的影响较小.     

聚丙烯腈膜改性制备正渗透复合膜基膜

为提高聚丙烯腈(PAN)膜的亲水性,在聚丙烯腈膜表面接枝超支化聚乙烯亚胺(HPEI),得到亲水性的PAN膜;然后用界面聚合方法在膜表面涂覆一层聚酰胺层,得到正渗透复合膜.测试结果表明:水接触角由64.5°降到23.4°.与PAN膜相比,PAN-g-PEI孔径减小,制备得到的正渗透复合膜水通量下降,由7.4 L/(m2·h)降至3.5 L/(m2·h);反向溶质渗透通量下降,由38.7 g/(m2·h)降至22.2 g/(m2·h).这说明接枝聚乙烯亚胺的聚丙烯腈膜(PAN-g-PEI)亲水性得到明显改善.     

PVA与超高摩尔质量PEO复合膜的制备及表征

将聚乙烯醇（PVA）与超高摩尔质量的聚氧化乙烯（PEO）进行共混,制备了PVA-PEO复合膜,并对混合溶液的流变行为、力学性能及其结晶行为进行了考察.研究发现：PVA水溶液及PVA-PEO混合溶液的稳态流变行为均呈现明显的第一牛顿区、非牛顿区和第二牛顿区.少量PEO的加入使混合溶液的黏度增大,但增加幅度不大|PEO加入后得到的PVA-PEO复合膜的弹性模量、断裂强度及断裂伸长率等力学性能及玻璃化温度均有所提高,且随着PEO质量分数的提高,各项力学性能均得到增强,这与在成膜过程中PEO的加入使PVA的晶区尺寸变小而分布均匀,以及体系中物理交联点增加有关.     

聚乙烯醇膜的制备与性能表征

利用未改性的聚乙烯醇为膜材料，选择不同的添加剂和溶剂，采用相转化法成膜，并经戌二醛溶液交联譬理，制备出超滤膜．文中分析了膜的形态结构，并对膜的性能进行测试．结果表明：通常条件下制备的膜表面致密，横断面呈多孔结构，几乎没有水透过膜层．这是由于PVA分子中的强氢键作用力对超滤膜的形成起着阻碍作用，只有在铸膜液处于临界分相状态时才能使膜呈现超滤性能。     

正渗透膜活性层朝向对正渗透过程的影响研究

为了研发和实用化PA正渗透系统,本文通过在线实时监测研究了一种新型聚酰胺（PA）正渗透膜的活性层在朝向料液（Active Layer-facing-Feed Solution ,AL-FS）和汲取液（Active Layer -facing-Draw Solution ,Al-DS）两种模式下的正渗透水通量、反向溶质通量、特性反向通量和脱盐率等四大因素及其变化规律。结果表明：在汲取液浓度较低时,两种模式下的水通量、反向溶质通量大致相当;在汲取液浓度较高时,AL-DS模式的水通量要高于AL-FS模式的水通量,同时,AL-DS模式的反向溶质通量大约是AL-FS模式的反向溶质通量的两倍;在AL-FS模式下的特性反向溶质通量略低于AL-DS模式下的特性反向溶质通量;AL-FS模式下的脱盐率略高于AL-DS模式下的脱盐率。     

静电纺丝法制备PAN/PEO聚合物电解质膜

利用静电纺丝法制备了聚丙烯腈(PAN)/聚氧化乙烯(PEO)复合纳米纤维膜.利用原子力显微镜(AFM)、电子显微镜(SEM)分析了纤维的直径分布、整体形貌及单根纳米纤维的表面形貌;应用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分析了PAN、PAN/PEO、PEO纳米纤维膜的化学组成;同时借助热重(TG)和液滴形状分析仪分析了PEO的加入对复合纤维膜热性能及润湿性能的影响.结果表明:在PAN/PEO比例为5∶5时,纤维膜最有利于制备聚合物电解质膜.     

不同亲水性EVAL微孔膜的制备与表征

以4种不同乙烯基含量的乙烯-乙烯醇共聚物(EVAL)为原料,用相转化法制备了亲水性微孔膜,研究乙烯基含量对膜的结构和性能的影响,并考察膜的抗污染性能.结果表明:随着乙烯基含量的降低,材料中的羟基含量增多,膜的接触角降低,亲水性增强,纯水通量增大;膜的场发射扫描电子显微镜(FESEM)照片表明,膜表面开孔密集而均匀;EVAL膜与PES膜的通量衰减对比实验表明,EVAL微孔膜的抗污染能力较好,结果与膜的亲水性分析一致.     

膜蒸馏用管式疏水陶瓷膜制备与表征

针对膜蒸馏用管式疏水陶瓷膜盐截留率较低的问题进行了实验研究。首先,用自制的氧化物AB与去离子水按一定比例混合,对陶瓷膜管支撑体两端进行均匀涂抹,然后在高温下烧结,对两端进行玻璃化密封,解决了其端面短路流问题。然后,在室温条件下,采用溶液体积为50 mL、浓度为0.01 mol/L的 1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙基氧硅烷（C₁₆H₁₉F₁₇O₃Si,简称FAS）的异丙醇溶液对玻璃化后的陶瓷膜管进行疏水改性,制备疏水性FAS-ZrO₂-Al₂O₃复合膜。通过增加接枝改性次数（每次疏水改性时间为3 d）,以改性后的疏水陶瓷膜管纯水穿透压力为指标,考察膜管的疏水性能。然后对每根膜管进行AGMD实验,疏水膜管内表面的SEM分析、IR分析和水接触角测试。结果表明：在NaCl热溶液温度75 ℃、流量25 L/h、质量浓度为2%,冷却水温度15 ℃以及流量为50 L/h的实验条件下,综合性能最好的是3^#膜管,膜蒸馏通量达到4.29 kg/（m²·h）,截留率达到99.83%;使用FAS改性陶瓷膜管内表面的ZrO₂膜层,氟硅烷中的两个疏水基团C_xF_2x+1和Si-CH₂CH₂·C_xF_2x+1都成功地接枝聚合到了陶瓷膜表面形成很好的疏水表面,水接触角达到142°。因此,经过FAS疏水改性后的FAS-ZrO₂-Al₂O₃复合膜符合膜蒸馏用膜要求,可以通过AGMD淡化高盐度苦咸水,得到高纯度的水。     

利用正硅酸乙酯制备二氧化硅膜

以正硅酸乙酯为原料,利用微波等离子体化学气相沉积法在低温条件下在Si基片上制备了SiO2 膜,着重研究了正硅酸乙酯注入位置对SiO2膜结构的影响.实验表明,在利用等离子体化学气相沉积法制备SiO2膜时,表面反应是低温条件下获得高质量膜的重要条件之一;同时射频偏压的使用有利于提高膜的致密度.     

双酚A印迹水凝胶膜的制备与表征

以光子晶体和分子印迹技术相结合,制备一种灵敏度高、特异性强、响应速度快的分子印迹光子晶体水凝胶膜（MIH）。该MIH以双酚A（BPA）为模板分子,以甲基丙烯酸（MAA）为功能单体、乙二醇二甲基丙烯酸酯（EGDMA）为交联剂,在紫外光下进行聚合。用扫描电镜（SEM）考察MIH表面特征,紫外-可见分光光度计来探究MIH对模板分子的响应特性。结果表明：MIH形成了有序的三维网状相互贯通的孔洞结构;同时MIH具有灵敏度高、选择性好、响应速度快等特点,当BPA磷酸盐缓冲液浓度从10-15mol/L增大到10-6mol/L时,MIH的布拉格衍射峰从597 nm移动到569 nm处;而在不同浓度BPA类似物（四溴双酚A）的磷酸盐缓冲液中基本上没有移动,非分子印迹光子晶体水凝胶膜（NIH）浸在不同浓度BPA磷酸盐缓冲液中,其布拉格衍射峰也基本上没有移动。     

利用正硅酸乙酯制备二氧化硅膜

以正硅酸乙酯为原料，利用微波等离子体化学气相沉积法在低温条件下在Si基片上制备了SiO2膜，着重研究了正硅酸乙酯注入位置对SiO2膜结构的影响．实验表明，在利用等离子体化学气相沉积法制备SiO2膜时，表面反应是低温条件下获得高质量膜的重要条件之一；同时射频偏压的使用有利于提高膜的致密度．     

壳聚糖/羧甲基壳聚糖止血膜的制备与表征

针对壳聚糖止血膜柔韧性差的问题,以丙三醇和酚磺乙胺作为改性剂,采用溶液浇膜的方法制备了不同组成配比的壳聚糖(CS)/羧甲基壳聚糖(CMCS)止血膜,并评价了CS/CMCS止血膜拉伸性能和止血效果.丙三醇的引入可使CS/CMCS止血膜的断裂伸长率提高4~7倍,尽管其拉伸强度也降低了70%.丙三醇改性的CS/CMCS=8/2载药止血膜具有较好的拉伸强度(10.4±0.9 MPa)和断裂伸长率(50.4±4.5%);与未加入酚磺乙胺的CS/CMCS止血膜相比,酚磺乙胺的离子交联作用使CS/CMCS载药止血膜的拉伸强度提高55%,而断裂伸长率仅降低24%.止血评价结果表明经丙三醇改性的CS/CMCS=8/2止血膜均能使血液发生分离的时间明显缩短,并具有促使血液凝结形成黑色血块的能力.     

聚乙烯醇缩丁醛分离膜的制备与性能表征

以聚乙烯醇缩丁醛为膜材料,采用湿法相转化法制备了聚乙烯醇缩丁醛多孔分离膜,考察了聚乙烯醇缩丁醛的成膜规律和膜性能.结果表明：聚乙烯醇缩丁醛膜表面接触角比聚乙烯醇缩乙醛膜大,但在相似的成膜条件下,聚乙烯醇缩丁醛膜具有较大的平均孔径;聚乙烯醇缩丁醛膜与聚乙烯醇缩乙醛膜具有相似的横断面结构.     

PVDF-g-PMMA/POSS纳米纤维膜的制备与表征

通过活性自由基聚合(ATRP)的方法制备了聚偏氟乙烯-g-聚甲基丙烯酸甲酯(PVDF-g-PMMA)共聚物,其接枝率为10.2%.采用静电纺丝法制备了PVDF-g-PMMA/POSS纳米纤维复合膜,并研究了POSS的含量对其形态、机械性能和晶体结构变化的影响.结果表明:随着POSS的加入,纳米纤维表面粗糙度增加,纤维平均直径减小,复合膜的结晶度最大降低了13.0%,其机械性能和初始模量有不同程度的增加,且当POSS质量分数为2%时,拉伸强度达到了8.01 MPa.     

PEO基聚合物电解质的制备

为采用蒸馏水替代有机溶剂溶解PEO,减轻对空气的污染,改善由于有机溶剂挥发较快使得聚合物膜易裂的缺点,采用溶液浇铸法,首次以蒸馏水为溶剂溶解PEO,以纳米SiO₂为填料,锂盐采用LiClO₄,制备出复合聚氧化乙烯基电解质PEO-LiClO₄-SiO₂,并对纳米SiO₂的作用进行分析．采用SEM、XRD和交流阻抗法等测试方法对PEO基复合电解质的微观形貌、晶体结构和相关电化学性能等进行表征．结果表明:添加纳米填料后,PEO聚合物电解质的结晶度下降,拉伸强度增加．PEO-LiClO₄-SiO₂(6％)聚合物电解质的电化学稳定窗口为4.8 V,离子电导率(25 ℃)为3.95×10-5S·cm-1,离子迁移数为0.29．     

PVDF基阴离子交换膜的制备与性能表征

为了制备一种性能优良的含氟阴离子交换膜,选择聚偏氟乙烯（PVDF）膜为基膜,依次经过碱处理、化学接枝氯甲基苯乙烯（VBC）及季铵化反应得到PVDF基阴离子交换膜.采用电化学、化学、红外光谱（IR）和热失重（TGA）分析方法分别对膜面电阻、阴离子选择透过率、离子交换容量（IEC）、膜基团变化和热稳定性进行分析.结果表明：PVDF基阴离子交换膜具有较好的综合性能,面电阻为1.4 Ωcm ²,阴离子选择透过率为93.2%,IEC为1.17mmolg ^-1干膜.PVDF基膜经各步处理后,依次生成含双键碱处理PVDF膜、PVDF-g VBC膜和季铵盐型PVDF基阴离子交换膜,各处理膜热稳定性依次下降,PVDF基阴离子交换膜使用温度不高于130℃.该方法成功制备了具有较好性能的含氟PVDF基阴离子交换膜.     

光伏组件自洁净膜层的制备与表征

利用SiO_2/TiO_2纳米粒子掺杂复合的形式制备自洁净镀膜液,并进一步制备出自洁净膜光伏玻璃.用扫描电镜观察膜层的微观结构,检测膜层的透光率及自清洁功能.膜层提高了玻璃透光率2.2%,并具有分解有机物、超亲水、抗灰尘粘附性能.光伏电站对照实验表明,自洁净膜层通过提升透光率及自清洁功能可提高光伏发电量4.4%.     

高角蛋白含量的角蛋白/PEO纳米纤维的制备及其性能表征

为探索以水为溶剂、由非交联改性角蛋白制备高角蛋白含量的角蛋白/PEO纳米纤维材料的方法,采用2-巯基乙醇/尿素/十二烷基硫酸钠混合体系提取高黏度人发角蛋白,将其与聚氧化乙烯(PEO)以不同质量分数混合,通过静电纺丝技术制备人发角蛋白/PEO纳米纤维并研究了其性能.结果表明:以巯基乙醇为还原剂提取的人发角蛋白溶液黏度较高,可以显著提高高比例角蛋白/PEO共混纺丝液的可纺性,制备的角蛋白/PEO纳米纤维的最大质量分数可达到80/20;随着角蛋白含量增加,纳米纤维平均直径逐渐减小,直径分布变窄,平均直径从310 nm(角蛋白/PEO=30/70)减小到82 nm(角蛋白/PEO=90/10);共混纳米纤维光谱中,酰胺Ⅰ带、酰胺Ⅱ带和酰胺Ⅲ带的吸收峰强度均逐渐增大,PEO在1 092.86 cm-1处的吸收峰强度逐渐减弱,角蛋白质量分数达到80%时,PEO在960 cm-1和841 cm-1处的吸收峰消失;角蛋白能够阻碍PEO的结晶过程,并使PEO的熔融峰向高温偏移,同时PEO能够阻止角蛋白的自组装而形成更为稳定的二级结构,从而提高了共混纳米纤维的热性能.     

改性PVDF催化膜的制备及其表征

本文通过对PVDF膜进行接枝、磺化和离子交换负载铁,制备了PVDF催化膜,对其制备条件进行优化,对水通量、截留率、亲水性等性能进行了表征.实验结果表明PVDF膜的接枝率随着KOH浓度和碱处理时间的增加,PVDF膜的接枝率先增加后减小;而随着反应温度以及四丁基溴化铵(TB-AB)增加,PVDF膜的接枝率增大;膜的磺化度随...     

分离甲醇水溶液复合渗透汽化膜的制备与研究

用交联聚乙烯醇膜上下包覆添加纳米SiO2粉末的丙烯酸/丙烯腈共聚膜,制备出新型优先透水复合渗透汽化膜,通过扫描电镜、红外光谱分析等方法对复合渗透汽化膜进行了结构表征,并通过渗透汽化实验对甲醇质量分数为85%～98%的水溶液进行分离.结果表明:添加纳米SiO2粉末后膜的分离性有显著提高,当纳米SiO2质量分数达到0.15%时,在65℃对98%甲醇溶液进行分离,其分离因子可达1 534,通量可达583 g/(m2.h),与不添加SiO2纳米粉末的膜相比,分离因子可提高8倍.通过对不同浓度甲醇水溶液的分离实验确认,所制备的渗透汽化复合膜适用于高浓度甲醇溶液的分离.