【摘要】：納濾膜在水處理、化學(xué)品的分離純化以及食品工程等領(lǐng)域都有著十廣泛的應(yīng)用。然而,現(xiàn)有的納濾膜制備方法,都或多或少存在一些不足之處,包括選擇性分離層的化學(xué)結(jié)構(gòu)種類比較有限,很多方法制得的納濾膜性能不夠理想,不少方法過度繁瑣費時等,這些都大大限制了納濾膜的應(yīng)用。本文希望發(fā)展一種基于相對擴(kuò)散過程的納濾膜制備新策略。我們將構(gòu)建納濾膜選擇性分離層的前驅(qū)體溶液分置于基膜兩側(cè),透過基膜擴(kuò)散進(jìn)入另一側(cè)的前驅(qū)體A可以與該側(cè)溶液中的前驅(qū)體B發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或產(chǎn)生物理相互作用,從而在基膜表面原位形成選擇性分離層。在初生的選擇性分離層形成之后,后續(xù)的擴(kuò)散過程將主要發(fā)生在初生選擇性分離層中的缺陷處,并原位封堵這些缺陷,最終形成超薄、均勻且無缺陷的選擇性分離層。以相對擴(kuò)散法制備納濾膜具有如下優(yōu)點:可選擇的前驅(qū)體種類豐富從而賦予了制得的納濾膜不同的性質(zhì),制得的納濾膜具有優(yōu)異的性能,原料利用率較高,過程簡單且相對比較快速。為證明相對擴(kuò)散法前驅(qū)體可選擇范圍之廣,我們選取多巴胺/寡聚乙烯亞胺(Mw = 600 Da)作為小分子前驅(qū)體的代表,海藻酸鈉為高分子前驅(qū)體的代表,氧化石墨烯為納米材料前驅(qū)體的代表,分別以相對擴(kuò)散法構(gòu)建了納濾膜的選擇性分離層,研究了相對擴(kuò)散和選擇性分離層的形成過程,并將制得的納濾膜與其他方法制得的納濾膜進(jìn)行了詳細(xì)對比。隨后,為得到具有更精確分離功能的孔徑窄分布納濾膜,我們又提出一種普適的用于縮窄某一給定納濾膜的孔徑分布的方法。即以納濾膜過濾一種能夠鍵接于其選擇性分離層上的“規(guī)范分子”。若所選的“規(guī)范分子”尺寸合適,則在過濾的過程中,“規(guī)范分子”流經(jīng)膜中的大孔,卻難以進(jìn)入其中的小孔,因此納濾膜中的大孔孔壁被“規(guī)范分子”所修飾,孔徑縮小,而其中的小孔幾乎不受影響,從而達(dá)到縮窄納濾膜孔徑分布的目的。筆者稱其為“自規(guī)范”效應(yīng)。具體地,我們以聚多巴胺/寡聚乙烯亞胺共沉積納濾膜過濾巰基丙磺酸根離子為一實例,研究了納濾膜的孔壁修飾過程,及其對于納濾膜孔徑及其分布,以及納濾膜性能的影響。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TQ051.893

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6 張詩q，

本文編號：2659384