仿生蜂窝状多孔膜的制备和性质研究
[Abstract]:Learning the principle of natural bionic design provides an excellent way to create new structural and functional materials. In recent years, honeycomb-like ordered porous membrane materials have attracted wide attention due to their important scientific value and application prospect in many fields such as optoelectronic devices, high-efficiency catalysis, life science, micro-nano filtration and so on. However, the preparation of porous membrane with permeable structure and the application of porous membrane are still insufficient. Based on the above background, a series of organic or organic / inorganic composite porous membranes were prepared under different conditions based on the water drop template method, which not only realized the preparation of porous membrane with permeable structure on AAO substrate. The honeycomb porous membrane is applied to the study of bionic ion channel and superwetting material. The main contents are as follows: 1. Preparation of honeycomb polyimide (PI) porous membrane and effect of pore forming conditions on its morphology. In this paper, a series of porous membranes with different morphologies were prepared by using water drop template method with five concentrations of PI. SEM analysis showed that the pore size of porous membranes decreased with the increase of polymer concentration and flow rate. The total distribution was 0.21 渭 m ~ 1.41 渭 m. When the concentration of polymer is 1- 1.5% and the flow rate is 1 L/min-2 L/min, the pore formation of porous membrane is more regular, but the pore size distribution of porous membrane is more chaotic or even unable to form pores when the concentration and air flow are larger. When the polymer concentration is 1% and the flow rate is 2 L/min, the film size increases with the increase of the hydrophobicity and roughness of the substrate on the anodic alumina (AAO) substrate with different wettability and roughness. At the same time, the porous membrane with through pore structure was successfully prepared on the hydrophilic AAO substrate with 200-300 nm pore size. Preparation and ion transport properties of honeycomb PI/AAO composite porous membranes. The PI/AAO composite porous membrane was prepared on five kinds of pore size AAO substrate by water drop template method, and applied to the study of bionic ion channel innovatively. The results show that the composite membrane channels with pore sizes of 27 nm,60nm and 95 nm have the characteristics of acid-base responsive ion transport rectifier, and the rectifying value increases with the decrease of AAO pore size and the increase of electrolyte concentration, and is the highest in alkaline environment. However, the composite membrane with larger pore size AAO and a single AAO channel have no rectifying property. Combined with SEM analysis, the formation of rectifier is caused by the asymmetric synthesis of the pore structure, surface charge and wettability of the composite membrane, and the difference of the wettability leads to the unification of the rectifying direction in the acid-base environment. Preparation and superwetting properties of honeycomb porous iron oxide coatings. Three kinds of poly (styrene-boxyethylene) / ferric chloride composite films were prepared by water drop template method and spin-coating method. After calcination, honeycomb porous coating materials were obtained. XPS and XRD analysis showed that the coating composition was?-Fe2O3.. The wettability test showed that only sample 2 exhibited super thinness and low adhesion to oil (water) and bubbles in water (oil) medium. SEM analysis showed that sample 1 was of micron porous structure, and samples 2 and 3 were micro- and nano-composite structures. But the morphology of sample 3 is relatively chaotic. Based on the above, we think that the difference of microscopic morphology makes the droplets and bubbles in the multiphase medium have different wetting models on the surface of the three samples, thus showing different wetting characteristics.
【学位授予单位】:湖南师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TB383.4
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,本文编号:2420477
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