本文關(guān)鍵詞：呼吸圖法制備均孔膜：固體基底研究

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【摘要】：聚合物分離膜在環(huán)境、食品、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。微濾、超濾等分離過程的機理是孔徑篩分,膜的孔徑及其分布對分離性能具有重要影響。普通相轉(zhuǎn)化法制備的膜孔徑多分散、孔道彎曲,影響膜的分離精度。均孔膜由于其孔徑單分散、孔道直通,具備分離精度高、過膜壓力小等優(yōu)點而備受關(guān)注。目前制備均孔膜的方法包括徑跡蝕刻法、微加工法、自組裝法(呼吸圖法與嵌段共聚物相分離)等等。呼吸圖法作為一種經(jīng)濟、簡便而且膜孔尺寸動態(tài)可控的自組裝方法,近年來引起了研究者們的興趣。然而,目前利用呼吸圖法在固體基底上制備的均孔膜大多是非貫通的,而貫通型均孔膜的制備通常以水面或者冰面作為基底,不利于貫通型均孔膜的規(guī)�；苽洹榻鉀Q上述問題,本文提出一種通用的在固體基底表面制備貫通型均孔膜的新策略。其一般過程如下：在固體基底表面旋涂一層親水性聚合物；以呼吸圖法在其表面制備呼吸圖有序陣列；將親水聚合物溶解,實現(xiàn)均孔膜與基底分離；將均孔膜與大孔支撐層復(fù)合得到均孔復(fù)合膜。該策略的創(chuàng)新點在于通過引入親水聚合物犧牲層,該犧牲層的功能體現(xiàn)在三個方面：輔助成膜溶液鋪展,誘導(dǎo)貫通孔形成,以及實現(xiàn)均孔膜的轉(zhuǎn)移。實驗結(jié)果證明該策略適用于不同的親水聚合物、固體基底、成膜聚合物和成膜溶劑,為呼吸圖法規(guī)�；苽渚啄さ於嘶A(chǔ)。將上述方法制得的均孔膜用于酵母菌分離,僅在重力驅(qū)動下進行過濾,實現(xiàn)了接近100%的截留率,證明該方法得到的均孔膜有望應(yīng)用于精密分離領(lǐng)域。采用沉積法在固體表面引入聚多巴胺親水涂層,同樣能實現(xiàn)不同固體基底表面制備貫通型均孔膜。進一步地,通過對聚多巴胺涂層的可控修飾,制備了親水性梯度變化的—系列固體基底,用于均孔膜制備。研究發(fā)現(xiàn),隨著基底表面涂層親水性降低,均孔膜膜孔的貫通比例明顯下降。而在含氟的基底表面,疏水性進一步提高,成膜溶液的鋪展受到抑制,表現(xiàn)為溶液厚度增加,制備的均孔膜孔徑明顯增大。因此,通過改變固體基底的表面化學(xué)性質(zhì),能對均孔膜形貌進行有效調(diào)控。
【關(guān)鍵詞】：呼吸圖法 均孔膜 精密分離 成膜基底 多巴胺 表面改性
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ051.893
【目錄】：

• 致謝5-7
• 摘要7-8
• Abstract8-12
• 第1章 緒論12-28
• 1.1 聚合物分離膜12-14
• 1.1.1 聚合物分離膜的分類12-13
• 1.1.2 聚合物分離膜的主要制備方法13-14
• 1.2 聚合物均孔膜的制備方法14-21
• 1.2.1 徑跡蝕刻法14-15
• 1.2.2 微加工技術(shù)15-17
• 1.2.3 膠體粒子組裝模板法17-19
• 1.2.4 嵌段共聚物自組裝制備均孔膜19-21
• 1.3 呼吸圖法制備均孔膜研究21-27
• 1.3.1 空氣/水界面制備均孔膜22-24
• 1.3.2 空氣/冰界面制備均孔膜24-26
• 1.3.3 其他制備均孔膜方法26-27
• 1.4 課題提出27-28
• 第2章 實驗部分28-34
• 2.1 實驗原料與儀器28-30
• 2.1.1 實驗原材料28-29
• 2.1.2 實驗儀器29-30
• 2.2 清洗基底30
• 2.2.1 清洗蓋玻片30
• 2.2.2 清洗聚合物基底30
• 2.3 制備含有親水聚合物涂層的固體基材表面30
• 2.4 呼吸圖法制備均孔膜30-31
• 2.4.1 動態(tài)法30-31
• 2.4.2 靜態(tài)法31
• 2.5 均孔膜的轉(zhuǎn)移31-32
• 2.5.1 均孔膜與基底的分離31
• 2.5.2 均孔膜轉(zhuǎn)移到多孔支撐層制備復(fù)合膜31-32
• 2.6 聚苯乙烯微球與酵母菌過濾32
• 2.6.1 過濾裝置32
• 2.6.2 聚苯乙烯微球過濾32
• 2.6.3 酵母菌過濾32
• 2.7 基于聚多巴胺沉積法固體基底表面改性32-34
• 2.7.1 Tris緩沖液制備32
• 2.7.2 PET片表面聚多巴胺沉積32
• 2.7.3 PET片表面聚多巴胺/聚乙烯亞胺共沉積32-33
• 2.7.4 苯乙胺與聚多巴胺涂層反應(yīng)制備梯度親水基底33
• 2.7.5 1H,1H,2H,2H-全氟癸硫醇與聚多巴胺涂層反應(yīng)制備含氟基底33-34
• 第3章 固體基底表面制備均孔膜的通用策略34-48
• 3.1 引言34
• 3.2 玻璃與PET片為基底制備均孔膜34-38
• 3.2.1 玻璃片表面制備均孔膜34-36
• 3.2.2 PET片表面制備均孔膜36-37
• 3.2.3 均孔膜膜孔結(jié)構(gòu)參數(shù)與鑄膜液濃度的關(guān)系37-38
• 3.3 固體基底表面引入親水聚合物層制備均孔膜的通用策略38-43
• 3.3.1 親水聚合物的普適性39-40
• 3.3.2 固體基底的普適性40-41
• 3.3.3 成膜聚合物的普適性41-42
• 3.3.4 成膜溶劑的普適性42-43
• 3.4 均孔膜用于精密分離43-46
• 3.4.1 PS-b-PDMAEMA與SIS共混制備均孔膜43-44
• 3.4.2 均孔膜用于PS微球的過濾44-45
• 3.4.3 均孔膜用于細(xì)胞分離45-46
• 3.5 本章小結(jié)46-48
• 第4章 固體基底表面制備均孔膜的形貌調(diào)控48-60
• 4.1 引言48
• 4.2 聚多巴胺/聚乙烯亞胺沉積PET基底表面制備均孔膜48-49
• 4.3 基于多巴胺涂層的不同親水表面制備均孔膜49-55
• 4.3.1 基于聚多巴胺涂層制備不同親水程度的基底50-52
• 4.3.2 均孔膜結(jié)構(gòu)與基底表面化學(xué)性質(zhì)的關(guān)系52-53
• 4.3.3 水滴、基底、聚合物溶液三者的相互作用53-55
• 4.4 基于聚多巴胺涂層的含氟基底表面制備均孔膜55-58
• 4.4.1 均孔膜結(jié)構(gòu)與基底表面化學(xué)性質(zhì)的關(guān)系55-58
• 4.5 本章小結(jié)58-60
• 全文總結(jié)60-62
• 不足與展望62-64
• 參考文獻64-76
• 作者簡介及碩士期間主要成果76

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本文編號：862327