基于聚多巴胺/聚乙烯亚胺共沉积技术的聚合物膜表界面工程

发布时间：2024-12-17 23:26

　　聚合物膜表界面工程是实现分离膜高性能化与多功能化的重要途径。以多巴胺沉积为代表的贻贝仿生沉积技术是一种新兴且极富潜力的表面工程手段。传统的多巴胺沉积存在时间长、均匀性与稳定性差、亲水化效果不理想等问题,极大限制了该技术在膜表面工程上的应用。本文发展了一种多巴胺/聚乙烯亚胺共沉积改性技术,解决了多巴胺沉积中的诸多问题。在此基础上,该技术被分别用于膜表面可控改性、分离层构建及有机-无机复合膜界面调控三个方面,所制备的分离膜被应用于油水分离、CO2固定、膜蒸馏、纳滤等领域。本文具体研究内容如下:发展了多巴胺/聚乙烯亚胺共沉积改性技术,初步揭示了其沉积机理:多巴胺与聚乙烯亚胺通过迈克尔加成或席夫碱反应形成类似于表面活性剂的复合物,并向气/液或液/固界面迁移、沉积;比较了共沉积法与传统多巴胺沉积在聚丙烯微孔膜表面改性上的差异,表明该技术在沉积速率、均匀性、亲水性、稳定性、重复利用性上具有显著优势;研究了聚乙烯亚胺分子量与溶液组成对沉积行为的影响,确定了最优的聚乙烯亚胺分子量(600 Da)及溶液中多巴胺/聚乙烯亚胺质量比(1:1至2:1)。发展了单面共沉积技术用于制备具有非对称浸润性的Janus平...

【文章页数】：202 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图３．２４ａ所示，当??

?论了不同ＤＡ／ＰＥＩ比例对其沉积行为的影响。我们固定了?ＤＡ的浓度，通过改变??ＰＥＩ浓度来改变溶液中二者的质量比。图３．２３为膜的表面形貌，比较可知，ＤＡ??比例越高，膜表面的颗粒越为明显，这是因为ＰＥＩ的引入会破坏ＰＤＡ聚集体中??ＤＡ之间的非共价相互作用，导致其聚集体解体....

图３．２６表明，在??

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图４．３展示了沉积时间为４?ｈ的Ｊａｎｕｓ膜与空白膜两面的结构对比

?Ｉ——．１？？—．??Ｆｉｇｕｒｅ?４．１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｐｉｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｓｉｎｇｌｅ－ｓｕｒｆａｃｅ?ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ?ｏｆ?ＰＰ?ｍｅｍｂｒａｎｅ．??图４．２为沉积时间不同的Ｊａｎｕｓ膜的正反两面。随着反应时间的延长，沉积??侧与未沉积侧的颜色均有....

图４．２为沉积时间不同的Ｊａｎｕｓ膜的正反两面

ｍｍｍ??Ｆｉｇｕｒｅ?４．２?Ｄｉｇｉｔａｌ?ｐｉｃｔｕｒｅｓ?ｏｆ?Ｊａｎｕｓ?ｍｅｍｂｒａｎｅ?ｓｕｒｆａｃｅｓ?ｗｉｔｈ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ?ｔｉｍｅ．??图４．３展示了沉积时间为４?ｈ的Ｊａｎｕｓ膜与空白膜两面的结构对比。论文所??用ＰＰＭＭ受制膜....

本文编号：4016691