聚酰亚胺/TiO2 复合膜的制备、表征和气体渗透性测定

以硅藻土-莫来石陶瓷膜管为支撑体，以TiO2为过渡层，通过溶胶-凝胶法制备了负载型聚酰亚胺／TiO2复合膜．采用FTIR、NMR、TG／DTA、TEM、BET和气体渗透法对复合膜进行了表征和测试．结果表明：TiO2相通过与聚酰亚胺链上羧酸基支链发生键连形成有机无机组分交错分布的网状结构；复合膜具有良好的热稳定性和有机无机兼容性；相对于聚酰亚胺膜，复合膜对H2、CO2、N2和H2O具有较高的分离性；TiO2含量为15wt％的复合膜对H2／N2、C02／N2和H20／N2的分离因子分别为64．2、42．5和80．8．     

Sol-Gel法制备TiO2/PVP纳米复合材料薄膜及性能研究

以钛酸丁酯和聚乙烯吡咯烷酮（ＰＶＰ）为原料,采用ｓｏｌ－ｇｅｌ法制备了ＴｉＯ２／ＰＶＰ纳米复合材料,以原子力显微镜（ＡＦＭ）和红外光谱告示测试方法分别研究了薄膜的表面形貌和材料的结构。结果表明,薄膜表面非常光滑,高度差公为２～５ｎｍ左右,在波数１０９５ｃｍ＾－１处在吸收谱带是Ｔｉ－Ｏ的非对称伸缩振动所产生;同时研究了ＴｉＯ２／ＰＶＰ的介电常数和光致变色性能。     

聚酰亚胺/TiO2有机-无机纳米复合膜材料的合成与表征

以钛酸丁酯作前驱物，NMP为共溶剂，在可溶性聚酰亚胺PI(HQDPA．DMMDA)中通过溶胶．凝胶法制备出高TiO2含量的PI／TiO2有机-无机纳米复合膜材料。TiO2的实际含量高达35．5％时仍能成膜，低于27．2％时为透明浅黄色纳米复合膜。并通过XPS、WAXD、TG、DSC等手段对复合材料的结构和性能进行了表征。结果表明，在TiO2含量为27．2％时，PI／TiO2复合材料中TiO2的平均颗粒尺寸为35nm左右；热分解温度和玻璃化转变温度明显升高；复合材料力学性能良好。     

TiO2/SnO2复合薄膜的亲水性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了TiO2／SnO2复合薄膜，通过XRD、XPS、UV透射光谱的分析及薄膜表面接触角、光催化降解甲基橙等的分析，研究了SnO2与TiO2配比、热处理温度、膜厚度等因素对复合膜的亲水性、透光率及光催化活性的影响。结果表明：复合膜的亲水性和光催化活性均优于单纯TiO2，当SnO2与TiO2的摩尔比为1％-5％时，所制备的薄膜具有超亲水特性；热处理温度为450℃时薄膜亲水性最好，膜厚度的增加有利于亲水性的改善。     

乙基纤维素/TiO2复合膜的制备及气体渗透性能

以乙基纤维素(EC)和正钛酸丁酯(TBT)为主要原料,通过溶胶-凝胶(Sol-Gel)法制备了EC/TiO2复合膜。研究了TiO2粒子在复合膜中分布形貌、复合膜的结构变化及对气体渗透和分离性能的影响。结果表明,TiO2质量分数达到25%时,微米级的TiO2粒子均匀分散在复合膜中,复合膜形成有机-无机三维网络结构,测试气体在膜中的渗透行为主要受动力学因素控制,其中H2、O2透气系数分别增大至纯EC膜的1.8倍和1.3倍,H2/N2及O2/N2分离性能略有提高。     

Q235碳钢表面纳米TiO2复合膜的耐腐蚀性能

在低碳钢表面直接制备纳米TiO2薄膜,结合力不强,膜易脱落.为此,以Ni-P化学镀层作基体和膜之间的过渡层,然后采用溶胶凝胶-提拉法在Q235碳钢表面制备了均匀致密的纳米TiO2复合膜.研究了纳米TiO2复合膜的烧结温度、膜厚度对耐腐蚀性能的影响.结果表明:提拉3次,450℃烧结1 h的纳米TiO2复合膜在3%NaCl溶液中耐蚀性能较好;在紫外光照射下膜的腐蚀电位低于Q235碳钢基体,作为非牺牲性阳极对Q235碳钢具有优异的防腐蚀性能.     

铁掺杂纳米TiO2的制备及其光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了掺杂Fe3 的纳米TiO2微粒,采用X光衍射仪对粉体进行了表征.以甲基橙为目标降解物,研究了Fe3 掺杂纳米TiO2光催化性能.结果表明,掺杂适量Fe3 能够提高TiO2的光催化活性,当Fe3 的掺入量为摩尔比0.41%时催化活性最高.以紫外灯为光源,降解初始浓度为20mg·L-1的250mL甲基橙溶液,催化剂0.41%(摩尔分数)Fe3 -TiO2投加量为0.5g时,甲基橙的光催化降解效果最好.     

纳米TiO2薄膜光催化剂的制备及性能研究

以钛酸四丁酯作为前驱体,用溶胶一凝胶法,在玻璃载体上煅烧制备了纳米TiO2薄膜光催化剂,利用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）等表征技术研究了TiO2薄膜的形貌和特性,其光催化性能用4支20W紫外石英杀菌灯照射TiO2薄膜分解亚甲基兰染料溶液表征,结果表明,该催化剂具有锐钛班红石混合晶相和纳米花状结构,纳米TiO2薄膜的光催化能力随着镀膜层数的增加而增加。     

纳米TiO2稀土元素掺杂改性与光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法制备纳米材料,以钛酸丁酯为前驱体,冰醋酸为螯合剂,通过水解缩聚作用制备纳米TiO2,掺杂稀土元素Ce对纳米TiO2进行改性,运用热分析(DSC)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和光吸收等手段,研究了不同掺杂量对TiO2相变和光催化活性的影响,确定了最佳的掺杂量和热处理温度。     

6FDA-TMPDA-DABA/TiO2杂化膜的制备、表征和气体渗透性能

以硅藻土-莫来石陶瓷膜管为支撑体,以TiO2为过渡层,通过溶胶凝胶法利用具有大量支链的聚酰亚胺和TiO2溶胶制备了系列不同TiO2含量的聚酰亚胺/TiO2杂化膜.聚酰亚胺是利用4,4'-六氟亚异丙基-邻苯二甲酸酐(6FDA)、2,4,6-三甲基-1,3-苯二胺(TMPDA)和3,5-二氨基苯甲酸(DABA)在溶液中进行亚胺化完成的.采用FTIR、TG/DTA、DSC、TEM、BET和气体渗透测定对系列膜进行了表征和测试.结果表明:聚酰亚胺通过支链上的羧酸基和TiO2相键连织构成了具有规则孔道的空间网状结构,并且随着TiO2含量的增加孔径逐渐减小;杂化膜具有较高的热稳定性和有机无机兼容性;相对于聚酰亚胺膜,杂化膜对H2、CO2和H2O相对于N2具有较高的分离性,TiO2含量为25%(质量分数)的杂化膜对H2/N2、CO2/N2和H2O/N2的分离因子分别达到56.6、31.3和55.3.     

高分子膜结构对气体传递的影响

以气体透过高分子膜的基本原理为基础，从高分子的极性、位阻效应、引入基团的大小及作用和结晶度等几个方面深入探讨了高分子膜的物理化学结构对气体透过选择性的影响，并简述了交联和增塑剂对膜结构的影响及对气体传递的作用．     

Cardo型共聚酰亚胺/TiO2纳米复合膜的制备及气体分离性能

以9,9′-双(4-氨基苯基)芴(BAPF)对聚酰胺酸(PAA(BTDA-DMMDA),PAA-A)修饰,得到Cardo型共聚酰亚胺(PI(BTDA-BAPF-DMMDA),PI-B);以TiO2溶胶对其杂化,得到PI-B/TiO2系列纳米复合膜。采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对PI-A、PI-B及PI-B/TiO2系列膜进行结构表征。结果表明,TiO2以纳米级别颗粒均匀分散在PI-B中,dPI-A,dPI-B,dPI-B/TiO2分别为0.4770 nm,0.4606 nm,0.4646 nm。气体渗透实验表明,H2和O2在PI-B膜中的透过系数与PI-A膜相差不大,但H2/N2及O2/N2的分离性能增至PI-A膜的2.0倍和2.2倍(达到32.38和8.369);当TiO2溶胶含量达到24%时,H2和O2在PI-B/TiO2复合膜对透过系数为PI-A膜的3.5倍和5.9倍,达到8.959×105Pa和3.625×105Pa,H2/N2及O2/N2的分离性能增至PI-A膜的2.5倍和4.2倍,达到39.49和15.97。     

二胺改性BPDA－ODA型聚酰亚胺的H_2／N_2分离性能

本文合成了一系列二胺改性的ＢＰＤＡ－ＯＤＡ型共聚酰亚胺膜，改性聚酰亚胺与未改性的ＢＰＤＡ－ＯＤＡ相比，透气性得到了明显的改善，改善的程度与第二种二胺单体的结构和用量有关。３０℃时，在ＢＰＤＡ－ＯＤＡ中加入２０ｍｏｌ％三甲基间苯二胺（３ＭＰＤＡ）或四甲基对苯二胺（４ＭＰＤＡ）时，共聚酰亚胺ＢＰＤＡ－ＯＤＡ／３ＭＰＤＡ（８０／２０）或ＢＰＤＡ－ＯＤＡ／４ＭＰＤＡ（８０／２０）的透Ｈ２系数和Ｈ２／Ｎ２分离系数分别大于６．５ｂａｒｒｅｒ和１６０，是比较好的气体分离膜材料。     

非对称膜及其复合膜结构参数对气体渗透影响的研究

本文建立并完善了非对称膜及其复合膜结构参数对气体渗透影响的数学模型，以氢气，氮气为渗透气体，借助计算机，通过数学模型考察了膜结构的７个参数对气体渗透率和气体选择性的影响。     

二氧化钛/磷灰石纳米抗菌复合材料的研究

为减少生物材料为中心的细菌感染,采用溶胶-凝胶法原位制备了纳米二氧化钛／磷灰石复合材料。对复合材料形貌和组成结构进行了分析,并用复合材料进行了抗菌实验。结果表明二氧化钛与磷灰石在纳米水平上形成了复合材料,其抗菌效果明显。此类具有抗菌性能的纳米复合材料可用于制备多种新型抗菌生物材料。     

管状多孔炭膜的研究

介绍了管状多孔炭膜的制备方法及应用,探讨了不同材料制备支撑体炭膜和炭－炭复合膜的效果及影响炭膜孔结构性能的主要因素。研究表明,煤和酚醛树脂均是良好的制膜材料,制得的支撑体炭膜不仅具有较高的孔隙率和气体通量,而且孔隙结构均一,机械强度高。膜材料的种类,粒度及炭化工艺条件等因素对炭膜的孔结构性能影响较显著。以酚醛树脂等高分子聚合物及煤热解产物为涂膜液制得的炭－炭复合膜其孔径明显的变小,孔径分布变窄。炭     

二硫化钼填充聚酰亚胺复合材料的摩擦学性能

利用MM-200型摩擦磨损试验机,对不同体积含量MoS2填充聚酰亚胺（PI）复合材料在干摩擦条件下与GCr15轴承钢对摩时的摩擦磨损性能进行了研究,并利用扫描电子显微镜对PI复合材料及其偶件的磨损表面进行了分析。研究发现,添加MoS2可有效降低PI复合材料的摩擦系数,且PI复合材料的摩擦系数随MoS2含量的增大而减小。除PI＋10％MoS2外,其它含量MoS2填充PI复合材料的耐磨性能均明显优于纯PI材料,但当MoS2的含量超过30％后,PI复合材料的磨损率基本不随MoS2含量变化。在较高的载荷条件下,MoS2填充PI复合材料均呈现出良好的减摩耐磨性能。     

超临界流体干燥法制备TiO2/ Fe2O3 和TiO2/ Fe2O3/ SiO2 复合纳米粒子及光催化性能

以TiCl₄ 、Fe (NO₃ )₃·9H₂O 和Na₂SiO₃19H₂O 为原料, 采用溶胶凝胶法结合超临界流体干燥法(SCFD)制备了纳米级TiO₂/ Fe₂O₃ 和TiO₂/ Fe₂O₃/ SiO₂ 复合光催化剂。以光催化降解苯酚对所得催化剂的催化活性进行了评价。结果表明, 纳米TiO₂/ Fe₂O₃ 复合粒子与单组分TiO₂ 比较, 复合粒子光催化活性高于单组分的TiO₂, 6h 苯酚降解率高达95.9 %。SiO₂ 的加入可以抑制纳米粒子粒径的长大和晶相的转变, 增强TiO₂ 纳米粒子的热稳定性。复合光催化剂中Fe₂O₃ 最佳掺入量为0.06 %, SiO₂ 最佳掺入量为10 %(摩尔分数) 。并用XRD、TEM 和FTIR 等手段进行了表征。TiO₂ 以锐钛矿型形式存在, SiO₂ 以无定性形式存在。比较了不同制备方法制得的TiO₂/ Fe₂O₃ 复合光催化剂, 得出超临界干燥法制备的光催化剂具有粒径小、比表面积大、分散性好、光催化活性高等特点。采用超临界流体干燥可直接得锐钛型纳米复合光催化剂。