聚三甲硅基丙炔超薄复合膜的制备及氧氮透过性

聚三甲硅基丙炔超薄复合膜的制备及氧氮透过性邢晶＊张金兰郑国栋徐纪平（中国科学院长春应用化学研究所长春１３００２２）关键词聚三甲硅基丙炔，超薄复合膜，制备，氧氮透过性１９９６－１０－２３收稿，１９９７－０２－１７修回聚三甲硅基丙炔（ＰＴＭＳＰ）是目前透...

静电喷雾辅助交联制备超薄复合膜及其性能研究

采用静电喷雾辅助交联聚合物制备了超薄聚乙烯亚胺(PEI)/戊二醛(GA)复合膜.考察了PEI浓度、电喷雾时间等对PEI/GA复合膜物理化学性质和分离性能的影响.通过SEM、AFM、FTIR、接触角和Zeta电位对复合膜的微观形貌、交联反应、亲水性和荷电性进行了表征.选用阳离子染料通过错流装置对复合膜的分离性能进行了测试.结果表明,采用静电喷雾辅助交联法成功制备出表面均匀致密、粗糙度小、亲水性得到明显改善的荷正电的PEI/GA复合膜,该膜对阳离子染料亚甲基蓝(MLB)和结晶紫(CV)的截留率分别达到95.1%和97.5%.通过改变PEI浓度和电喷雾时间可有效调控复合膜的分离性能,以满足更广泛的应用需求.

超薄复合膜延长锂硫电池的使用寿命

北京化工大学和美国耶鲁大学的研究人员合作，将一种超薄超轻的表面复合膜刷涂到硫电极的表面，从而显著延长了锂硫电池的使用寿命。

超薄纳米复合膜在脱盐中的进展研究

聚酰胺基反渗透、纳滤和正渗透超薄复合膜已广泛应用于含盐水体如海水和苦咸水的处理中。通过将功能性纳米材料作为填料引入复合膜聚酰胺(PA)选择层制备超薄纳米复合(TFN)膜,能够显著提高膜的本征分离性能。从本质上而言,TFN膜的性能主要取决于纳米填料的组成和结构。目前,随着纳米科学的飞速发展,各种功能性纳米材料应运而生且已被作为填料引入复合膜的PA选择层。本文综述了近年来TFN膜在脱盐领域的研究进展,分析梳理了纳米填料的组成和结构,并研究了其对复合膜结构和脱盐性能的影响。在此基础上,归纳了目前TFN膜中存在的主要问题,并为TFN膜未来潜在的发展方向提出了建议。

超薄复合膜的界面控制

高耐氯性、高通量是当前及21世纪反渗透复合膜的首选课题。科学家们经过几十年的努力已经使反渗透复合膜得到了广泛的应用,但由于过分强调超薄障碍层本身的主导作用而未能从根本上解决这两大课题。本工作从复合膜的整体结构出发,以控制复合膜的界面为突破口,为解决这两大问题提供了新的途径。

水处理领域中正渗透膜材料研究浅析

近十年来,正渗透技术因其区别于其他膜过滤过程的独特特点引起了研究者们的极大兴趣,在应用膜过滤的产业领域里展开了广泛研究。水处理领域也是正渗透技术的主要应用领域,其中正渗透膜材料的性能是正渗透技术的核心要素之一。采用分类归纳的方法介绍了近年研究者们对正渗透膜材料的所开展的试验和研究,获得的膜材料具有的性能指标的特点,讨论了目前已初步实现商业化的膜材料和工程的实际应用状况以及出现的困境问题。提出目前制备出的正渗透膜材料不足之处以及正渗透膜材料可以深入完善的研究方向的建议。

粘土矿物-蛋白质超薄膜的设计与生物催化性能

随着生物芯片及生物大分子有序自组装技术的发展,蛋白质-粘土矿物的超薄复合膜(clay-protein ultrathin films,CPUFs)的制备在生物催化领域引起人们的广泛关注.本文详述了蛋白质(溶解酵素、牛血清白蛋白、木瓜蛋白酶与精蛋白)与单片粘土(elementary sheet)矿物(钠化皂石)形成单层或多层纳米薄膜复合物的吸附过程及二维分子自组装的制备工艺,对交替层吸附(layer-by-layer,LbL)和Langmuir-Blodgett(LB)方法应用于CPUFs的构筑分别进行了介绍,并阐述了紫外可见分光光度计(UV-vis),衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR),X射线衍射(XRD),原子力显微镜(AFM)和界面化学技术等手段对薄膜定性定量表征的研究方法及结果.研究表明,在CPUFs的形成过程中,静电相互作用是一个突出因素,但不是唯一驱动力.在利用LB技术构筑CPUFs的研究中,我们发现即使在无表面活性剂分子的协助下,水溶性蛋白质也能够在粘土矿物稀溶液的界面上形成较为稳定的蛋白质-粘土矿物Langmuir复合膜.通过研究表面压力与时间(?-t)的动力学曲线和表面压力对面积(?-A)的等温线,实现了粘土矿物与蛋白分子吸附过程即CPUFs形成过程的实时监测,并测定出CPUFs中蛋白质含量(NS)、蛋白质分子堆积密度(??)、单个蛋白质分子在粘土片层上的平均占位面积(??)及蛋白质在粘土层的饱和吸附量等物理化学参数.通过将界面化学测定结果、光谱学方法测定结果与粘土矿物体相溶液吸附实验结果相比较,发现LB技术实现了单层粘土片(厚度约1.3nm)的吸附与自组装,证明界面化学方法是定量化研究CPUFs的一种有效手段.通过将含有溶解酵素的CPUFs膜用于流水池反应器上进行生物活性检测,考察了其在睾丸酮丛毛单胞菌生长发育过程中的催化性能,结果表明LZ分子被锚固在CPUFs上以后,未发生明显的生物活性失活现象.