【摘要】：層層自組裝技術(shù)是一種簡(jiǎn)單通用、經(jīng)濟(jì)可行的構(gòu)筑多層薄膜的方法。許多物質(zhì)均可以采用層層自組裝技術(shù)構(gòu)建多層薄膜,如聚電解質(zhì),碳納米管,納米顆粒,生物大分子和聚合物膠束等等。因此,層層自組裝技術(shù)已經(jīng)在傳感器、超疏水、生物相容性涂層、多孔薄膜、酶的固定、表面涂層和分子印跡等諸多領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的層層自組裝技術(shù)雖然應(yīng)用廣泛、方法簡(jiǎn)單,然而因過(guò)程較為耗時(shí),限制了其進(jìn)一步的應(yīng)用。因此,在不影響多層薄膜結(jié)構(gòu)的前提下,需要盡可能縮短多層膜構(gòu)筑的時(shí)間,優(yōu)化多層膜制備過(guò)程。超重力技術(shù)廣泛應(yīng)用于化學(xué)工程領(lǐng)域中的傳質(zhì)傳熱增強(qiáng)過(guò)程。本文中,我把超重力技術(shù)與層層自組裝技術(shù)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了一種既保持多層膜原有的表面形貌,又提高了多層膜構(gòu)筑效率的層層自組裝技術(shù)。本文第一個(gè)工作分別以聚二甲基烯丙基氯化銨(PDDA)/聚苯乙烯-聚丙烯酸(PS-PAA)高分子膠束作為正電解質(zhì)和負(fù)電解質(zhì),在不同條件下進(jìn)行層層組裝。我研究了其在超重力場(chǎng)下和傳統(tǒng)浸泡方法中組裝制備多層薄膜的自組裝行為。結(jié)果表明,在超重力條件下,制備多層薄膜的效率得到了提高,同時(shí)利用超重力方法制備得到的多層膜與傳統(tǒng)浸泡方法制備得到的多層膜的性質(zhì)相接近,更進(jìn)一步地,我研究了通過(guò)超重力場(chǎng)和傳統(tǒng)浸泡方法得到的PDDA/PS-PAA膠束多層薄膜對(duì)小分子芘吸附和釋放行為。另外,本文也研究了在超重力條件下,聚二甲基烯丙基氯化銨(PDDA)和氧化石墨烯(GO)分別作為正電解質(zhì)和負(fù)電解質(zhì)的層層自組裝過(guò)程。本文最后一個(gè)工作主要介紹了一種在超重力場(chǎng)(HG)下提高層層表面分子印跡(SMI-LbL)器件構(gòu)筑效率的同時(shí)保持其與傳統(tǒng)的浸泡方法相同選擇性的方法。在試驗(yàn)中,我以帶正電的聚丙烯胺-卟啉((PAH-Por)和帶負(fù)電聚丙烯酸(PAA)為電解質(zhì),通過(guò)傳統(tǒng)浸泡方法構(gòu)筑了多層薄膜,將多層膜浸泡至交聯(lián)劑4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2'-二磺酸鈉(DAS)中,之后再利用光交聯(lián)技術(shù)交聯(lián)固化,得到了高強(qiáng)度、高抗疲勞性能的SMI-LbL器件,在超重力場(chǎng)和傳統(tǒng)浸泡方法測(cè)試了 SMI-LbL器件對(duì)模板分子的吸附/釋放過(guò)程。和采用傳統(tǒng)方法制備的SMI-LbL器件相比利用超重力方法制備的SMI-LbL器件具有相似的選擇性條件,并有效地提高了模板分子吸附和釋放效率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,超重力場(chǎng)通過(guò)加快物質(zhì)擴(kuò)散過(guò)程,有效地增強(qiáng)了層層自組裝的效率。此外,這種方法使層層自組裝技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)和商業(yè)應(yīng)用成為可能。
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TB383.2

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本文編號(hào)：2742920