超声凝胶对复合超滤膜结构与性能的影响研究

将纯纳米TiO2和改性TiO2粒子分别添加到聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜铸膜液中,在超声辅助下进行凝胶成膜,制备出了不同结构与性能的PVDF复合超滤膜.采用红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、接触角测定、膜渗透测定等手段考察了超声波作用下不同改性复合膜结构与性能的变化(包括膜微观结构、表面接触角、膜通量、截留率).结果表明:超声凝胶作用提高了改性复合膜表面的粗糙度,使其亲水性得以强化;加速了凝胶过程溶剂与非溶剂之间的微相分离,使膜结构由海绵结构向指状多孔结构转变;在KH570-纳米TiO2与甲基丙烯酸甲酯(MMA)-丙烯酸(AA)-纳米TiO2改性复合超滤膜中,后者改性膜亲水性强化效果较为显著,且在截留率基本保持稳定的前提下,膜通量可达到85 mL/(cm2.h).     

滴状冷凝机理及冷凝表面改性的研究进展

对滴状冷凝的形成机理及冷凝传热表面的改性方法、效果等进行了综述。通过比较指出:滴膜共存冷凝机理具有合理性,等离子体技术在冷凝表面改性上具有巨大的应用潜力。基于分子自组装技术、纳米颗粒技术、化学复合镀技术、仿生技术等在冷凝表面改性方面的研究,提出了确定等离子体表面改性最佳工艺条件,有机蒸汽的滴状冷凝是今后冷凝表面改性的主要研究方向。     

ZL101铝合金表面复合防护膜制备及膜层结构研究

采用阳极氧化和稀土沉积相结合的方法在ZL101铝合金表面制备复合防护膜,确定复合膜的成膜工艺。用表面分析技术对复合膜的结构形貌进行研究,结果表明,复合膜由阳极氧化膜和稀土沉积膜共同构成,且纳米级的稀土颗粒完全封闭了氧化膜的多孔结构,两者在ZL101表面形成完整的复合防护层。     

共价反应型多层有机-无机复合膜组装及其渗透汽化性能

对共价反应型多层有机-无机复合膜组装及其渗透汽化性能进行了研究.采用经硅烷偶联剂改性后的管式陶瓷膜作为基膜,通过动态层层吸附自组装(layer-by-layer,LbL)技术在管式陶瓷膜内表面分别组装聚丙烯酸(poly acrylic acid,PAA)/聚乙烯醇(poly vinyl alcohol,PVA)/戊二醛(glutaraldehyde,GA),再通过热交联引发层间反应,生成共价键,形成稳定性较强的多层复合分离膜,并将其用于渗透汽化领域.考察了组装层数、复合时间、交联温度和PVA相对分子质量等条件对复合膜性能的影响.结果表明:当组装层数为5层、进料液温度为75℃时,有机-无机复合膜对95%的乙醇/水体系,其透过液水的质量分数为99.5%,渗透通量可达102 g/(m2·h).     

亲/疏水Janus PVDF复合膜制备及其膜蒸馏性能

为改善聚偏氟乙烯(PVDF)膜的膜蒸馏渗透通量,以PVDF为成膜聚合物,在亲水无纺布表面涂覆PVDF铸膜液,通过溶液相转化(NIPS)法制得亲/疏水Janus PVDF复合膜;考察PVDF铸膜液中添加剂邻苯二甲酸二辛酯(DOP)含量对复合膜结构与性能的影响;将所得亲/疏水复合膜用于直接接触式膜蒸馏(DCMD)过程,分析...     

PA6/POSS复合材料的性能研究

采用固-液混合分散法,用笼型聚倍半硅氧烷(POSS)改性聚酰胺6(PA6),制备了PA6/POSS纳米复合材料,并通过相转化法制备PA6复合膜。主要研究POSS含量以及制备温度对于复合膜的结晶性能、疏水性能和力学性能的影响。研究发现改变POSS含量对于复合膜的结晶性能、疏水性能和力学性能都有较大提升,提高成膜温度有利于提高复合膜的拉伸强度。当POSS含量为2%时,PA6/POSS复合膜的力学性能最好。     

聚偏氟乙烯膜亲水改性的研究进展

从膜基体亲水改性和膜表面亲水改性两个角度出发,综述了目前对疏水性聚偏氟乙烯膜的亲水化改性方法。介绍了共混改性、共聚改性、表面化学改性和表面辐照接枝等方法的机理、优缺点和近年的研究进展,指出共混改性中无机纳米粒子共混能够提高膜的亲水性和强度,具有良好的发展前景。     

GO/PVDF复合微滤膜制备及其性能表征

为了探究GO对PVDF微滤膜亲水性及渗透性能的影响,以GO作为无机添加剂,利用相转化法制备了高性能GO/PVDF复合微滤膜,先后考察了铸膜液预挥发时间、凝固浴温度对复合膜性能的影响,同时从成膜机理的角度上分析了GO投加量对复合膜结构和性能的影响,确定了最优制膜配方.结果表明:保持铸膜液预挥发时间为0 s、凝固浴温度为29℃时更有利于提高膜纯水通量和截留率;投加GO后大幅度提高了膜亲水性,当GO的相对质量分数(即相对于PVDF的质量分数)为1.5%时,膜表面形成了致密的多孔结构,使纯水通量提高了87.6%,对BSA的截留率从63.56%增加到了71.27%.     

硅氮烷疏水改性介孔分子筛填充PDMS制备杂化复合膜及渗透汽化性能

采用硅烷偶联剂对介孔分子筛疏水改性,并将其掺杂在聚二甲基硅氧烷(PDMS)中涂覆在聚砜基膜上制备有机无机杂化复合膜.对疏水改性介孔分子筛进行了BET测试及FT-IR等表征.BET测试结果显示,改性前后孔径分布发生明显变化;从FT-IR图中看出,改性后介孔分子筛的羟基峰明显减小甚至消失并且出现烷基等特征峰.通过扫描电镜(SEM)观察了有机无机杂化复合膜的形貌结构,并研究了分子筛添加量、料液浓度和操作温度等对杂化复合膜渗透汽化性能的影响.结果表明:采用1,1,3,3-四甲基二硅氮烷对介孔分子筛疏水改性最有效;疏水改性后介孔分子筛/PDMS杂化复合膜对醇/水溶液有较好的分离效果,当分子筛填充质量分数为20%、操作温度为40℃、进料液质量分数为3%时,杂化膜对乙醇/水体系的分离因子最高为9.8,渗透通量为1 002 g/(m2·h),对正丁醇/水体系的分离因子最高为65.4,渗透通量为1402 g/(m2·h).     

聚苯并咪唑/两性离子修饰氧化石墨烯复合质子交换膜的制备与表征

合成了两性离子修饰的氧化石墨烯（ZC-GO）,以聚苯并咪唑（PBI）为基体,ZC-GO为质子载体制备了PBI/ZC-GO复合质子交换膜,由于对氧化石墨烯（GO）表面进行了修饰,使得改性石墨烯形成了疏水-亲水结构.测试了复合膜的FT-IR、SEM、吸水率、离子交换容量和质子电导率等性能.结果表明：该质子交换膜具有良好的热稳定性和较高的电导率,在100％相对湿度,80℃时,复合膜（ZC-GO含量为10％）的电导率达到2.2×10-2 S/cm.与纯的PBI膜相比,PBI/ZC-GO复合膜的吸水能力显著提高;其甲醇渗透率为（3.16～7.23）×10-7 cm2/s,虽然与纯PBI膜相比稍有增加,但仍大大低于Nafion膜的甲醇渗透率,有望应用于直接甲醇燃料电池中.     

蛋白复合膜研究进展

介绍了蛋白复合膜的特点,从动物蛋白膜和植物蛋白膜两个方面对可降解甚至可食性膜的最新研究进展进行了综述,并对蛋白复合膜的应用进行了展望.     

乙酸酐改性氨基聚硅氧烷的成膜性及膜形貌研究

应用原子力显微镜（AFM）和接触角测量仪对乙酸酐改性氨基聚硅氧烷的成膜性及膜形态进行了研究。结果发现，氨基聚硅氧烷在单晶硅基底上均能成膜，但不同的氨基聚硅氧烷所形成的膜形貌不同，膜的表面形貌实际上与基团的排列方式有关，氨乙基氨丙基聚二甲基硅氧烷在单晶硅基底上可形成均匀、平薹、光滑的疏水膜，而乙酸酐改性的氨乙基氨丙基聚二甲基硅氧烷则形成凹凸不平、粗糙的具有弱亲水性的非均匀膜。     

层层自组装法制备聚电解质/改性碳纳米管复合纳滤膜

分别用浓硫酸和乙二胺对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行改性,制得了磺化和氨化碳纳米管.研究了不同改性方式的碳纳米管在聚电解质中的分散特性及二者的相互作用,磺化碳纳米管在聚阳离子聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)中显示出最优的分散性能.以水解改性的聚丙烯腈(PAN)超滤膜为基膜,将磺化改性的碳纳米管添加到PDDA中,与聚阴离子聚苯乙烯磺酸钠(PSS)层层自组装制得了改性碳纳米管复合纳滤膜.接触角测试结果表明,复合膜表面亲水性随磺化碳纳米管加入量的增加而提高.加入磺化碳纳米管的复合膜表面zeta电位比未加入的膜略有升高.SEM结果表明,复合物和聚电解质成功组装在基膜表面.随着碳纳米管加入量的增加,复合膜对Na_2SO_4的截留率和水通量均出现先升高后降低的趋势,聚电解质PDDA中磺化碳纳米管浓度为0.04 g/L时,复合膜有最优的分离性能.     

新型成膜技术机械成膜法的研发及其应用

机械成膜法(MCT)作为一种新型的成膜工艺,是基于球磨机运行过程中基材与粉末颗粒之间的摩擦与冲击而开发的,它具有简便、低成本且高效等特征。通过MCT法,在基材(氧化铝球、不锈钢球等)上能制备出多种金属薄膜,如Ti膜、Cu膜、Ni膜、Fe膜、Zn膜。本文从物理、化学、机械和工艺因素4个方面研究了成膜过程及其影响因素,将成膜过程概括为黏附成核、离散岛状的形成和连接、连续薄膜的形成和增厚、薄膜的剥落4个阶段。在此基础上,开发出两步MCT法,在氧化铝球上直接制备金属与氧化物复合膜。在MCT法成膜技术的应用方面,本文重点探讨了多种光催化薄膜材料的制备方法,并对今后的研究方向进行了展望。     

界面自组装法制备高性能氧化石墨烯膜

为制备可靠、精确的分子筛氧化石墨烯(GO)膜,克服基于厚度调控的抽滤自组装GO膜分离性能提升和通量减小之间的矛盾关系,采用界面自组装法,制备了具有更加紧密层间结构的GO膜,并对其性能进行了表征。实验结果表明:与抽滤自组装法制备GO膜相比,界面自组装法可以实现更加紧密的层间结构;在化学环境相似的条件下,界面自组装膜的层间距可达0.75 nm,较抽滤自组装膜减小了0.10 nm左右;成膜机理和速率是GO膜层间结构的主要影响因素。将该膜用于金属离子水溶液的截留实验,结果表明:界面自组装GO膜对Mg~(2+)的截留率可达70%左右,是抽滤自组装膜的1.3倍。     

大豆分离蛋白/纤维素/淀粉复合可食性膜的制备及性能研究

以大豆分离蛋白(SPI)为主要原料,添加一定量的羧甲基纤维素(CMC)和豌豆淀粉(PS)制备大豆分离蛋白/纤维素/淀粉三元复合可食性膜,研究了成膜工艺条件,并对复合膜进行红外表征.实验结果表明:复合膜的最佳工艺条件为大豆分离蛋白量为50%(总质量)、纤维素和淀粉比例为3 1、甘油含量为30%(以大豆蛋白量计)、改性温度为70℃.红外光谱表征显示,SPI/CMC/PS三元复合可食用膜相溶性好,表明该工艺参数是可行的.     

改性PDMS膜的制备与渗透蒸发分离性能研究

从增强疏水性和亲苯性的角度制备了两种PDMS的改性膜:甲基嵌段PDMS膜及PMPhS膜。红外光谱(FTIR)分析表明,甲基嵌段PDMS膜与PDMS膜化学结构相同,而PMPhS中含有苯基。接触角测量结果表明,改性膜的亲苯性和疏水性均增强。采用扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)观察了膜的表面形态结构,确认其改性膜的渗透蒸发分离性能优于未改性膜。PMPhS(JHG-GT-1)膜的通量和分离因子分别达到293g/(m~2·h)和4220,高于文献值。     

席夫碱自组装膜分子结构对Cu缓蚀性能的影响

通过比较两种典型结构的席夫碱自组装膜,研究了成膜分子结构对自组装膜质量及其缓蚀性能的影响。分别用电化学交流阻抗技术、稳态极化法和X射线光电子能谱方法,对所形成的自组装膜(SAMs)进行表征,并比较了对铜基底的缓蚀性能。结果表明,席夫碱分子中含有长直链烷基时,得到的SAMs具有更好的质量,有利于提高对铜基底的缓蚀效率。     

自组装法制备有机-无机复合膜

采用全氟化离子聚合物Nationl 17薄膜作衬底,应用超声波静电自组装技术制备了Nationl 17／MMT复合膜,并在超声波作用下,通过溶胶一凝胶法制备了．Nationl 17．／TiO2复合膜．利用红外光谱对复合膜的结构进行了表征,利用扫描电镜对复合膜的微观形貌进行研究．研究结果表明：蒙脱土粒子和二氧化钛粒子已经组装在Nationl 17膜表面;Nationl 17／MMT复合膜表面蒙脱土粒子尺寸较大且分散不均匀;二氧化钛粒子可以均匀地分布在Nationl 17／TiO2复合膜表面,且粒子尺寸较均匀．     

双路离心式喷嘴液膜形态的实验研究

借助高速运动分析系统对不同工况条件下双路离心式喷嘴液膜形态进行深入研究,重点分析了主、副油路单独供油与同时供油时液膜的形成与破碎机理.结果表明,副油路液膜形成过程分为射流、成膜、展开3个阶段,主油路液膜形成过程为聚集、成膜、展开3个阶段.副油路介质流动会提升主油路开启时主油路介质的雾化效果.主、副油路液膜的破碎分为初级破碎与二级破碎2个过程,其中主油路的液膜的初级破碎可按是否有孔洞形成分为2类.副油路液膜存在周期性摆动现象,摆动过程会使得液膜破碎长度减小,雾化效果提升.随着背压差的增加,液膜摆动时长占振动周期的百分比增加,雾化效果提升.研究结果有助于揭示双路离心式喷嘴的流动机理并提供设计指导.