仿生膜的研究进展

介绍了仿生膜的制备方法,包括自组装成膜法、LB膜法、接枝改性法、原位聚合法、浇铸法、化学气相沉积法（CVD）和分子沉积法;综述了细胞膜仿生膜、仿生无机膜和仿生疏水膜的研究成果;列举了仿生膜的实际应用;最后对仿生膜的研究趋势作了展望。     

PDMS/PVDF静电纺丝膜的制备及油水分离性能研究

利用静电纺丝技术制备具有特殊浸润性表面用于油水分离研究。对比聚偏氟乙烯（PVDF）与聚二甲基硅氧烷（PDMS）不同配比下静电纺丝的成膜效果,并进行性能表征。研究表明,适量的PVDF可以对PDMS起到助纺与增塑的效果,且微球的存在使膜层表现出更好的疏水性。此外,膜层具有的对水高黏附性是受到毛细吸附与静电作用双重影响。当PVDF与PDMS的配比为2∶1时,膜层显示出对油包水乳液良好的选择透过性,水接触角可达150°,油接触角几乎为0°,油水分离率在98%以上,是油水分离材料良好的候选物。     

大分子组装体作用下仿生膜的合成

引　言仿生合成技术是将生物矿化机理引入无机材料合成 ,以有机物的组装体为模板控制无机物的形成 ,制备具有独特显微结构特点的无机材料 ,使材料具有优异的物理和化学性能[1,2 ] .仿生合成材料具有广阔的应用前景———微米级多孔仿生合成材料是极好的隔热、隔声材料 ;具有纳米级精细孔结构的分子筛可根据粒子大小对细颗粒进行准确的分类 ,例如筛选细菌与病毒等 ,用作高渗透通量、高分离精度的纯净水生产装置 ;如果与细小催化剂颗粒相结合 ,这种材料可以实现反应与分离过程的有效耦合 ;仿生合成的磷灰石材料是性能优异的新骨组织构造基架 ,…     

离子液体支撑液膜应用研究进展

离子液体作为一种新型绿色介质,受到研究学者的广泛关注。离子液体具有不易燃、无味、无污染、无蒸汽压、可循环使用等独特性质,被广泛应用于化学化工过程中。离子液体用于膜分离技术具有不易挥发、稳定性好的特点,近来对离子液体在支撑液膜方面的研究备受关注,离子液体支撑液膜在污染性气体的吸收分离方面具有高选择性、高渗透性等优势,在有机物的分离方面具有分离效果明显、耐用性强等优势,在化学反应方面具有催化效率高、可循环使用等优势,本文介绍了离子液体支撑液膜的常用制备方法和膜基材料的选择,探讨了离子液体支撑液膜的稳定性和分离选择性的影响因素,对离子液体支撑液膜在气体分离、有机物的分离、化学反应等方面的应用研究进行了综述。     

离子液体在支撑液膜中的应用

简要叙述了利用离子液体作为膜液相来制备支撑液膜的方法,分析了影响支撑离子液体膜稳定性的主要因素.对支撑离子液体膜的应用情况做了详细综述,内容包括气体分离、有机混合物的分离以及化学反应等3个方面,并对其工业化前景进行展望.     

离子液体分离膜及其在CO_2分离的应用研究进展

综述了离子液体支撑液膜、聚合离子液体膜、离子液体复合膜等的制备、性能及应用,重点介绍了离子液体分离膜在烟道气、水煤气转换(water-gas shift)、或沼气重组制氢(steam-methane reforming)、天然气(沼气)生产中分离CO_2的研究进展。     

离子液体分离膜及其在CO_2分离的应用研究进展

综述了离子液体支撑液膜、聚合离子液体膜、离子液体复合膜等的制备、性能及应用,重点介绍了离子液体分离膜在烟道气、水煤气转换(water-gas shift)、或沼气重组制氢(steam-methane reforming)、天然气(沼气)生产中分离CO_2的研究进展。     

超润湿矿化膜的制备与性能研究

在不锈钢网表面涂覆戊二醛交联的壳聚糖(CS),进而利用静电作用将聚丙烯酸(PAA)与Ca²⁺富集至不锈钢网表面,再在碳酸铵氛围中形成稳定的碳酸钙矿化层。矿化后的不锈钢网能够对油水混合物进行高效分离。考察了聚丙烯酸的添加量、矿化时间对矿化膜表面形貌的影响。当PAA添加量为0.1 mL(10%)时,矿化时间为16 h时形成的矿化膜完整的包裹了不锈钢丝,具有较好的分离效率与机械稳定性。同时考察了不同目数不锈钢网的矿化效果,发现都能在其表面形成稳定的矿化层;400目的矿化不锈钢网可有效分离几种常见的油水混合物,分离效率达98%以上;而1 800目的矿化不锈钢网,则能够高效分离水包油乳液。     

离子液体膜材料分离二氧化碳的研究进展

离子液体由于具有不易挥发、结构可调、对CO₂有良好的吸收性能等特点而成为当前CO₂分离领域的研究热点,但因高黏度和高成本问题而限制了其工业化应用。将离子液体与气体分离膜材料结合,得到的新型分离膜材料兼具离子液体和膜的优势,成为当前离子液体研究领域的趋势之一。针对这一热点问题,综述了离子液体支撑液膜、聚离子液体膜和离子液体共混/杂化膜在CO₂分离方面的研究现状和进展,讨论了离子液体结构和含量对膜分离性能、稳定性等的影响。相关研究表明,离子液体共混/杂化膜具有较高的分离性能和稳定性,是一种很有应用前景的CO₂分离材料。提出该领域的重点发展方向,即开发新的功能化离子液体共混/杂化膜材料是解决高渗透通量与高稳定性之间矛盾、强化CO₂分离性能的有效途径,深入研究离子液体共混/杂化膜的形成机制、气体在膜中的渗透行为以及CO₂分离机理。     

仿生促进杂化膜的制备及其性能研究

基于人工肺(ECMO)与血液直接接触,提出利用生物相容性良好的材料制备仿生促进杂化膜用于ECMO.在聚醚砜超滤膜上涂覆聚甲基丙烯酸甲酯作为分离层,氧栽体选用钴卟啉与咪唑配位的仿血红素结构,制备了一种仿生促进杂化膜,重点考察其在低压环境下对氧气/二氧化碳及氧气/氮气的分离性能.气体渗透性测试结果表明:当聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)质量分数为4.6％、四苯基钴卟啉质量分数为0.460％、压力为0.012 MPa时,制备的CoTPP-PMMA-PES复合膜分离性能较好,此时膜厚度为0.92 μm.与PMMA-PES复合膜相比,氧气渗透速率由8.05 GPU升至21.25 GPU,氧气/氮气选择性由1.28升至2.66,氧气/二氧化碳选择性由0.70升至0.92.     

PDMS仿生表面及其在防护领域的应用进展

近年来,生物启发的仿生功能表面设计与制备已经成为一个重要且引人注目的研究领域,在日常生活、工业及农业等领域具有广泛的应用。聚二甲基硅氧烷（PDMS）由于其高柔顺性、低表面能和化学稳定性,在仿生表面功能改性方面得到了广泛认可。该文综述了PDMS微纳粗糙型仿生表面和光滑型仿生表面的制备与性能调控方法及其在防腐、防冰、防生物污染和光学设备领域的防护应用进展。对比了不同类型的PDMS仿生表面制备方法的优缺点。阐述了表面性能的调控策略,并对其存在问题和发展趋势进行了总结和展望。     

NDM/Cu(OH)2油水分离膜的制备及分离效果分析

为提高Cu(OH)₂泡沫铜的油水分离能力,将泡沫铜浸入正十二烷基硫醇(NDM)制得NDM/Cu(OH)₂油水分离膜,经过NDM修饰后的泡沫铜实现了连续高效捕获微米级油滴的目的。研究结果表明：油水分离膜具有大约150μm孔径的Cu(OH)₂孔状结构;相比未修饰油水分离膜,NDM修饰的油水分离膜的分离效果明显增加,均达95%以上。该研究有助于提高油水分离效果,为后续的应用测试奠定一定的理论基础。     

丝素蛋白/聚丙烯酸共混膜仿生合成羟基磷灰石

将丝素蛋白(SF)与聚丙烯酸(PAA)共混,制备丝素蛋白/聚丙烯酸(SF/PAA)共混膜;然后将此共混膜进行改性及矿化处理后,放置于(37±0.5)℃人体仿生液中24h,诱导合成丝素蛋白/羟基磷灰石(SF/HA)复合材料.利用傅里叶红外(FTIR)、X-射线衍射(XRD)、环境扫描电镜(ESEM)以及X射线能谱(EDX...     

离子液体-氧化石墨烯膜材料在CO2分离领域的研究进展

离子液体是一种饱和蒸汽压低、结构可设计、稳定性强、液态温度范围宽的绿色溶剂,同时对CO2又有较高的溶解度,因此成为当前CO2分离领域的研究热点材料。将离子液体和二维纳米材料结合得到的分离膜材料兼具离子液体和二维纳米材料的优势,在气体分离方面展现了良好的应用前景。其中,离子液体和氧化石墨烯的结合备受关注。针对这一热点问题,本工作综述了国内外通过氧化石墨烯、离子液体及离子液体?氧化石墨烯膜材料在CO2分离方面的研究和进展。相关研究表明,离子液体?氧化石墨烯膜材料具有较好的CO2选择性能、渗透性能和稳定性能,是一种非常有潜力的CO2分离材料。最后,提出了利用离子液体、氧化石墨烯及离子液体?氧化石墨烯膜材料进行CO2捕集分离的未来研究挑战和展望。     

离子液体分离CO2的研究进展

文章主要综述了功能化离子液体、支撑离子液体膜和离子液体复配溶液在CO2分离方面的应用研究进展,并在此基础上提出了离子液体用于CO2捕获需要解决的问题和应用前景。     

基于水通道蛋白的水处理仿生膜研究进展

膜分离技术目前已广泛应用于饮用水净化、污废水处理和海水淡化等各领域。传统的膜分离技术普遍存在水通量低和污染物截留率低等缺陷,而水通道蛋白（AQP）由于对水分子具有极高的选择渗透性,因此将水通道蛋白嵌入到传统的水处理膜中,可使制得的仿生膜发挥水通道蛋白的优势而具有更高的水通量及脱盐率。通过对近年来水通道蛋白仿生膜的相关研究进行归纳,介绍了水通道蛋白的分子结构和特异性透过功能,对各类仿生膜的制备方法及膜处理性能进行了总结和比较。最后,指出当前仿生膜技术存在机械强度差、化学性质不稳定及膜制备面积小等缺陷,并提出今后在提高仿生膜上AQP分子稳定性的同时应开发新型的膜制备技术和水通道材料,为制备高性能的仿生膜提供新的思路。     

基于模板法的纳米结构二氧化硅仿生合成研究进展

与传统化学合成方法相比,自然界中二氧化硅的形成反应(biosilicification)无污染、能耗低、在环境条件下就可快速完成,并且具有在纳米尺度下对所形成二氧化硅的结构和形态进行精确控制的能力。因此纳米SiO2的仿生合成,尤其是模板条件下的仿生合成已经成为人们最近的研究热点。本文主要介绍了采用分子模板、纳米纤维模板、自组装共聚物聚集体模板、微凝胶模板、无机纳米材料模板和微加工技术等,介绍仿生合成纳米SiO2的研究进展。     

模板法制备多孔超疏水SiO2/PDMS海绵及油水分离应用

以水玻璃为硅源,采用溶胶-凝胶法制备了超疏水二氧化硅(SiO₂)气凝胶,将超疏水SiO₂气凝胶与聚二甲基硅氧烷(PDMS)均匀混合,并引入蔗糖和葡萄糖作为模板制备了超疏水SiO₂/PDMS海绵。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)等对其微观形貌和成分进行表征;利用接触角测量仪表征其润湿性能。同时,以油水混合物为模型污染物,研究了SiO₂气凝胶掺量及糖的比例对海绵吸附性能的影响。结果表明：制备的SiO₂/PDMS海绵具有超疏水亲油性,水接触角(WCA)高达152.1°,且在模拟油水吸附实验中具有良好的去除效果;对植物油和泵油的去除率分别为98%和95%,且经过20次的重复油水分离实验后,SiO₂/PDMS海绵的吸附容量和接触角均未发生明显变化,仍具有较好的疏水性能。