关键词： 纳滤膜   金属有机框架   超分子   高通量   抗污染  

摘要： 在水资源净化及工业污水处理过程中,纳滤膜因绿色环保且分离效率高而被广泛应用。但传统纳滤膜的低渗透量和膜污染已经成为制约其应用的主要原因。因此,亟需开发用于构建高通量、抗污染纳滤膜材料。本论文通过优化制膜工艺与条件,在界面聚合中引入两性离子改性金属有机框架(MOFs)、具有空腔结构的超分子化合物,在膜内构建水分子传递通道,提高膜通量;通过两性离子改性填充材料、超分子主客体相互作用等方法,调控膜表面性能,提高膜表面亲水性,构筑高抗污染纳滤膜。主要研究内容如下: 一、基于两性离子改性的MOFs材料,通过界面聚合制备MOFs混合基质膜。MOFs本身固有孔道可以调控膜内自由体积、水分子传质通道、物理化学微环境,显著提高水通量;通过两性离子改性,适度调节了 MOFs的孔径大小,强化了纳滤膜的分离性能;接枝的两性离子化合物可以通过氢键、静电等作用力,促使纳滤膜表面形成了水化层,抑制蛋白、有机等污染物在膜表面的吸附、堆积,提高分离膜抗污染性能。 二、通过β-CD与三甲酰氯(TMC)之间的界面聚合反应制备AZ-β-CDx/yPES膜。利用超分子主客体相互作用,将修饰了两性离子的偶氮苯聚合组装到β-CD的疏水内腔中,赋予纳滤膜良好的亲水性,提高其抗污染性能;β-CD与TMC反应形成的酯键,可以增强膜的耐氯性;可见光或紫外光照射偶氮苯衍生物能够引起偶氮苯基团反式和顺式异构体之间的可逆光异构化,通过转换外部环境的可见/紫外光照射条件,实现环糊精对修饰了偶氮苯的亲水抗污染有机单元的捕捉与释放,最后将纳滤膜重新浸泡于两性离子类偶氮苯化合物溶液中,获得再生抗污染功能层。 三、通过偶氮杯[8]芳烃与TMC之间的界面聚合反应制备A-C8A/PES纳滤膜。杯[8]芳烃较小开口端直径约为0.96nm,通过引入这类超分子单体,在膜内构建了高效水分子传递通道;利用超分子主客体相互作用,在膜表面组装了 β-CD功能层,提控膜孔径分布,优化膜分离效率;通过调控光照条件,实现纳滤膜抗污染功能层的再生。

关键词： 纳滤膜   羧基   膜污染   盐湖卤水  

摘要： 采用均苯三甲酰氯（TMC）、对苯二甲酰氯（IPC）与哌嗪进行界面聚合反应，制备了不同羧基密度的聚酰胺纳滤膜.研究了羧基密度对膜污染的影响，并对纳滤膜的镁-锂分离选择效果进行评估.结果表明，TMC纳滤膜的羧基密度是IPC纳滤膜的3倍，水通量分别为81.9 L/（m2·h·MPa）和56.5 L/（m2·h·MPa）.TMC纳滤膜对硫酸镁、氯化钠的截留效果优于IPC纳滤膜，对卤水镁的截留率达82.66%,对锂的截留率为-27.82%,具有较好的镁-锂分离选择效果.膜污染结果显示，TMC纳滤膜的不可逆通量衰减指数是IPC纳滤膜的3倍，抗污染能力与膜面羧基密度成反比.结果证实了膜面羧基官能团在膜污染中的关键作用，为制备具备抗污染性和高镁-锂分离比的纳滤膜提供了新思路.

关键词： 聚偏氟乙烯超滤膜   抗污染改性材料   抗污染改性方法  

摘要： 聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜由于膜污染影响其使用寿命,目前关于其抗污染改性研究已成为研究焦点之一。分别从亲水改性材料、功能改性材料、界面改性材料3类抗污染改性材料角度对PVDF超滤膜抗污染改性研究成果进行了综述,并介绍了几种潜力抗污染改性材料。最后,对3类抗污染改性材料存在的局限性进行了分析,并对抗污染改性材料的未来发展作出展望,如膜抗污染改性领域中普遍存在的Trade-off效应的解决途径。

摘要： 本发明提供了一种具有纳米结构的抗污超分子材料的制备方法,包括:合成POSS基树枝状大分子组装结构单元:制备鲁珀特之泪形貌的组装胶束:纳米胶束聚合成抗污材料:将鲁珀特之泪形貌的组装胶束加入双咪唑,经连续冻融脱气后,将胶体在光照下发生原位沉积聚合后停止反应,得到表面处理的具有鲁珀特形貌的胶束,即为具有纳米结构的抗污超分子材料.

关键词： 锌系复合磷化膜   16Mn钢   TiO_(2)颗粒分散液添加量   耐腐蚀性能   抗污染性能  

摘要： 在建筑常用的16Mn钢表面制备锌系复合磷化膜,研究了磷化液中TiO_(2)颗粒分散液添加量对锌系复合磷化膜的结合力、表面形貌、TiO_(2)颗粒含量、厚度、耐腐蚀性能及表面抗污染性能的影响。结果表明:锌系复合磷化膜与16Mn钢基体结合紧密,晶体间空隙被TiO_(2)颗粒不同程度填充。TiO_(2)颗粒分散液添加量为15 mL/L时制备的锌系复合磷化膜晶体表面附着很多TiO_(2)颗粒并呈良好分散状态,厚度约为9.2μm,静态接触角接近125.0°,其电荷转移电阻和低频阻抗值较16Mn钢分别提高了约2.7倍、2.4倍,对亚甲基蓝的降解率达到26.1%。原因归结为该锌系复合磷化膜表面具有较强的疏水作用,TiO_(2)颗粒填充晶体间空隙有效地抑制了电化学腐蚀且吸收紫外光能力增强,从而表现出良好的耐腐蚀与抗污染性能,能够为16Mn钢基体提供更好的保护作用,同时有效防止16Mn钢表面污染。

关键词： 超疏水膜层   Q345钢   抗污性能   锌系磷化膜   喷涂  

摘要： 为提高建筑常用Q345钢板的抗污性能,采用磷化并结合喷涂工艺在Q345钢板表面构建超疏水膜层。首先通过调控磷化液温度在Q345钢板表面制备具有较为规则微米级结构的锌系磷化膜,然后均匀喷涂含TiO2颗粒的树脂涂料,树脂固化成膜与锌系磷化膜紧密结合并将分散的疏水性TiO2颗粒固定,从而构建超疏水膜层。结果表明:磷化液温度60℃条件下成膜均匀并且形成规则致密的微米级结构,树脂固化成膜与锌系磷化膜紧密结合使得超疏水膜层具有良好的机械稳定性和化学稳定性。超疏水膜层的化学成分为Zn、P、O、Ti、C和Si元素,表面接触角达到153.2°,其表面能低并且形成微纳米复合结构,能有效抑制模拟污染物的聚集和黏附,表现出良好的抗污性能。

关键词： “酚-胺”化学   ε-聚赖氨酸   氢化咖啡酸   透明质酸   抗污抗凝  

摘要： 生物污染是医用器械植、介入后的常见问题,尤其是血液接触类器械,如体外循环导管等。生物污染除了影响器械功能发挥外,还可能危及患者生命安全。在器械表面构建抗污涂层是解决此类问题行之有效的策略之一。本工作的灵感来源于“酚-胺”化学,利用ε-聚赖氨酸(ε-PL)、氢化咖啡酸(HCA)、高碘酸钠(NaIO4)一步浸涂法,快速、高效地构建了ε-PL/HCA“酚-胺”涂层,利用涂层表面丰富的氨基官能团接枝透明质酸(HA),得到具有良好生物除污功能的HA@ε-PL/HCA涂层。傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、水接触角的结果证明成功制备了HA@ε-PL/HCA涂层;三种细胞的粘附实验证明HA@ε-PL/HCA涂层具有优异的抗细胞粘附能力;体外血小板粘附与半体内血液循环试验表明HA@ε-PL/HCA涂层具有良好的抗凝血能力。综上,基于“酚-胺”化学构建的HA@ε-PL/HCA涂层可赋予材料良好的抗凝血、抑制细胞粘附的功能,在体外循环导管等器械的表面改性方面具有潜在的应用价值。

关键词： magnesium alloy   composite coating   superhydrophobic   corrosion resistance   anti-soiling performance  

摘要： Magnesium(Mg)alloys,the lightest metal construction material used in industry,play a vital role in future ***,the poor corrosion resistance of Mg alloys in corrosion environments largely limits their potential wide ***,a micro-arc oxidation/graphene oxide/stearic acid(MAO/GO/SA)superhydrophobic composite coating with superior corrosion resistance was fabricated on a Mg alloy AZ91D through micro-arc oxidation(MAO)technology,electrodeposition technique,and self-assembly *** composition and microstructure of the coating were characterized by scanning electron microscopy,X-ray diffraction,energy dispersive spectroscopy,and Raman *** effective protection of the MAO/GO/SA composite coating applied to a substrate was evaluated using potentiodynamic polarization,electrochemical impedance spectroscopy tests,and salt spray *** results showed that the MAO/GO/SA composite coating with a petal spherical structure had the best superhydrophobicity,and it attained a contact angle of 159.53°±2°.The MAO/GO/SA composite coating exhibited high resistance to corrosion,according to electrochemical and salt spray tests.