晶体模板法制备垂直通孔膜及其性能研究

发布时间：2023-11-24 22:53

　　聚合物分离膜的常见制备方法有熔融拉伸法和相转化法等,利用这两种方法得到的聚合物分离膜具有孔径分布较宽、孔道弯曲等特点,因而分离精度较低且跨膜阻力较大。垂直通孔聚合物分离膜因其孔径分布窄、孔道直通、跨膜压力小等特点而引人注目。制备垂直通孔膜的传统方法包括径迹蚀刻法、阳极氧化法、微模塑技术、自组装法、嵌段共聚物微相分离法等。晶体模板法是一种新型的制备垂直通孔结构的方法,具有步骤简单、膜孔结构易调控、普适性强等特点。本文以高熔点有机小分子为成孔模板,采用双向冷冻晶体模板法,从垂直通孔膜的制备、成膜过程中聚合物浓度和温度梯度的影响、垂直通孔膜的性能及应用三个方面进行研究。具体研究内容如下:对聚苯乙烯/二苯砜体系,利用高斯模拟得到聚苯乙烯和二苯砜晶体不同晶面的相互作用力,结合初生膜的粉末广角X-射线衍射数据,发现成膜过程中聚苯乙烯与二苯砜晶体不同晶面存在不同的相互作用,使二苯砜优势晶面产生变化,影响二苯砜晶体的成核生长。测定了体系中存在的两个温度梯度,结合孔结构扫描电镜图可知温度梯度对晶体成核生长产生影响,进而影响最终膜孔结构。利用多巴胺/聚乙烯亚胺溶液对垂直通孔聚苯乙烯膜进行单面改性并应用于油...

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 垂直通孔分离膜的传统制备方法
        1.2.1 径迹蚀刻法
        1.2.2 阳极氧化法
        1.2.3 微模塑技术
        1.2.4 自组装法
        1.2.5 嵌段共聚物微相分离法
    1.3 晶体模板法制备垂直通孔膜
        1.3.1 概述
        1.3.2 冰晶模板
        1.3.3 有机小分子晶体模板
    1.4 课题提出
    1.5 研究内容
        1.5.1 晶体模板法制备垂直通孔膜
        1.5.2 成膜过程中聚合物浓度和温度梯度的影响
        1.5.3 垂直通孔膜的性能及应用
第2章 实验部分
    2.1 实验原料与仪器
        2.1.1 实验原材料
        2.1.2 实验仪器
    2.2 成膜模具的处理
        2.2.1 处理模具
    2.3 垂直通孔膜的制备
        2.3.1 垂直通孔膜的制备
        2.3.2 非垂直通孔膜的制备
    2.4 垂直通孔膜的改性
        2.4.1 Tris缓冲液制备
        2.4.2 PS膜表面聚多巴胺/聚乙烯亚胺单面共沉积
    2.5 油水分离实验
        2.5.1 油水分离
        2.5.2 连续分离实验
    2.6 聚苯乙烯/二苯砜相互作用研究
    2.7 垂直通孔膜结构与性能表征
        2.7.1 场发射扫描电子显微镜(FESEM)
        2.7.2 压汞仪
        2.7.3 衰减全反射傅里叶红外光谱(ATR/FT-IR)
        2.7.4 凝胶渗透色谱(GPC)
        2.7.5 差式扫描量热仪(DSC)
        2.7.6 广角X-射线衍射(WAXD)
        2.7.7 表面接触角
        2.7.8 纯水通量
        2.7.9 动态光散射(DLS)
第3章 聚苯乙烯垂直通孔膜的制备及其性能
    3.1 引言
    3.2 双向冷冻晶体模板法制备垂直通孔膜
    3.3 垂直通孔膜结构的影响因素
        3.3.1 聚合物浓度的影响
        3.3.2 温度梯度的影响
    3.4 聚苯乙烯垂直通孔膜的性能
        3.4.1 无纺布复合膜的制备
        3.4.2 油水分离性能
    3.5 本章小结
第4章 聚乳酸垂直通孔膜的制备及其性能
    4.1 引言
    4.2 聚乳酸成膜条件探索
        4.2.1 聚合物浓度
        4.2.2 水浴温度
    4.3 垂直通孔膜的性能研究
        4.3.1 二氧化硅分散液过滤研究
        4.3.2 基于亲水化改性的垂直通孔聚乳酸膜油水分离性能
    4.4 SiO₂增强聚乳酸垂直通孔膜
    4.5 本章小结
全文总结
不足与展望
参考文献
作者简介及硕士期间主要成果



本文编号：3866756