氯甲基化聚砜/聚砜共混超滤膜的制备

以氯甲基化聚砜(CMPSF)和聚砜(PSF)为膜材料,以聚乙二醇(PEG600)为添加剂,采用L-S相转化法制备CMPSF/PSF共混超滤膜.对CMPSF/PSF共混膜进行季铵化探索,并通过扫描电镜观察膜的断面结构.运用均匀设计方法安排实验,用SPSS软件进行数据处理,得到水通量的回归方程.通过单因素影响模拟计算,考察共混比、聚合物浓度、添加剂浓度和挥发时间等制膜条件对水通量的影响.研究结果表明,最优制备参数是:聚合物总浓度为22%,共混比(m(CMPSF)/m(PSF))为1/4,添加剂含量为6%,蒸发时间为90 s.CMPSF/PSF共混超滤膜的水通量为195.3 L/(m2 ·h),在操作压力为0.2 MPa时对聚乙烯醇PVA(相对分子质量为31 000～50 000)的截留率为99.5%;CMPSF/PSF共混膜季铵化后水通量降低,截留率变化不大;CMPSF/PSF共混膜断面形态属于典型的非对称指状孔结构,季铵化后膜发生了溶胀.     

支撑型复合高分子膜材料的制备与表征

采用浸没沉淀法、织物为支撑体制备复合型高强度膜材料.提出了支撑材料的筛选方案,研究了带支撑的复合膜在成膜过程中的起皱原因,并成功制备了支撑型复合膜.考察了不同质量分数的聚偏氟乙烯(PVDF)、聚砜(PSF)收缩率、拉伸强度、平均孔径、纯水通量等因素对复合膜性能的影响.采用膜通量、孔径分析、力学强度、扫描电镜( SEM)、收缩率对复合膜进行分析与表征.结果表明:高分子材料在成膜过程中的收缩与支撑材料的收缩的差异可能是起皱的重要原因.收缩率大于50％,起皱收缩明显；收缩率低于40％,复合膜平整.所制备的高强度复合膜的拉伸强度大于35 MPa,膜孔径为0.07～0.6μm,水通量为5 000～ 17 000 L/(m2·h·MPa).     

分子印迹中空纤维复合膜对异丙醇/水体系的渗透汽化

以聚砜(PSF)中空纤维超滤为基膜,二苯甲酰-L-酒石酸(L-DBTA)为模板分子,甲基丙烯酸甲酯(MMA)为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)为交联剂,采用表面热聚合方法制备了L-DBTA印迹中空纤维复合膜。该复合膜对异丙醇/水体系具有很好的分离效果,对于w=0.20和0.50的异丙醇/水体系,经过一次浸膜制得的L-DBTA分子印迹复合膜的分离因子分别为2 400和5 690,通量分别为1 440 g/(m2.h)和551 g/(m2.h);对于w=0.95的异丙醇/水体系,浸膜液浓缩一倍,经过两次浸膜制得的L-DBTA分子印迹复合膜分离因子可达82 100,渗透通量可达739 g/(m2.h);对于异丙醇/水体系,通过实验,获得了L-DBTA分子印迹复合膜与一般渗透汽化膜相反的分离规律:料液温度升高,L-DBTA分子印迹复合膜的渗透通量下降;随着料液浓度的升高,分离因子出现最大值时的温度逐渐升高。     

聚吡咯/聚砜复合膜的电化学制备及其电化学性能

采用电化学聚合法制备了聚吡咯（PPY）／聚砜（PSF）复合膜，分别用扫描电子显微镜（SEM）和红外光谱（FT—IR）表征了复合膜的表面形态和化学组分，并用循环伏安法和电化学交流阻抗法对其电化学性能进行了研究．结果表明，复合膜呈双层不对称孔结构，其内层（与工作电极接触的一面）是由黑色聚吡咯组成的带少量微孔的致密导电层，而外层（与溶液接触的一面）则是由白色聚砜组成的具有许多微孔的绝缘层；相同条件下所制的复合膜电化学重复性好，在酸性溶液中具有较好的电化学稳定性和电化学活性．     

PEG浓度及温度对聚砜铸膜液流变学和热力学性质的影响

以N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)和N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)为混合溶剂,以聚乙二醇(PEG)为添加剂制备聚砜(PSF)铸膜液,采用旋转流变仪测定PSF铸膜液黏度,采用浊点滴定法绘制浊点相图,定量研究了温度和PEG浓度对聚砜铸膜液流变学和热力学性质的影响.在剪切速率0-100 s-1范围内,对铸膜液剪切速率和剪切应力的检测值进行拟合,得知聚砜铸膜液为牛顿流体,进而求出聚砜铸膜液的黏度值.结果表明,聚砜铸膜液黏度随PEG浓度的增大而增大,随温度的升高而减小.PEG减弱了铸膜液对非溶剂的容纳能力,加速铸膜液的液一液相分离;温度升高可增大铸膜液对非溶剂的容纳能力,减缓铸膜液的液一液相分离,     

膜法富氧空气用于异长叶烯催化氧化研究

采用自制的聚二甲基硅氧烷/聚砜(PDMS/PSF)复合膜制备富氧空气,用于异长叶烯催化氧化,主产物为异长叶烯酮.通过实验,对富氧膜的性能进行了表征,并考察了富氧空气的氧浓度和富氧空气的流量对催化氧化反应的转化率及产率的影响,结果表明转化率随氧浓度和气体流量的增加而增加,而主产物的产率并不随氧气浓度同向变化,其中在31.0%O2氧浓度和37.5 mL/min气体流量下可获得较为理想的产率和转化率.反应体系中无有机溶剂参与,后续分离操作简便,同时避免了溶剂气味对产物香气的污染,反应体系对环境友好.     

聚砜超滤膜的表面化学改性

利用化学接枝方法在膜的表面引入亲水基团,提高膜的抗污染能力。通过过硫酸钾(K₂S₂O₈)羟基化预处理、铈盐引发丙烯酰胺(AAm)对聚砜(PSF)膜进行亲水化改性,研究了预处理温度、时间以及接枝反应水浴温度的变化对接枝反应的影响;并采用X射线光电子能谱(XPS)和全反射红外光谱(ATR-FTIR)对接枝前后聚砜膜进行表征,用扫描电子显微镜(SEM)观察接枝前后聚砜膜的形貌变化。结果表明,在羟基化预处理温度为40℃,处理时间2h,接枝反应温度为40℃时,接枝改性后的聚砜膜表面水接触角能够降低到29°左右。     

辉光放电空气等离子体改性聚砜膜的研究

为了研究空气中等离子体改性对聚砜(PSF)超滤膜性能的影响,通过辉光放电空气等离子体对聚砜膜进行表面改性,采用亲水接触角法评价了改性条件对聚砜膜表面性质的影响规律.采用牛血清蛋白溶液作为类蛋白污染物进行试验,评价了改性前后聚砜膜的渗透性、污染率、恢复率等性能.结果表明,聚砜膜表面经等离子体处理后,表面润湿性发生变化,在最佳表面改性条件(放电功率8W,放电时间30s)下,膜表面的水接触角从69°下降到20°.改性后的聚砜膜渗透性能提高,抗污染性能得到了明显改善.     

聚氯乙烯/聚砜共混中空纤维超滤膜的研制

将聚氯乙烯(PVC)和聚砜(PSF)共混，采用干-湿纺工艺制备了中空纤维超滤膜。通过实验对PVC／PSF共混体系的相容性进行了研究，并讨论了铸膜液的组成、制膜条件对膜性能的影响。     

不同形貌掺杂态聚苯胺纳米半导体材料的界面法合成

利用界面自组装聚合法,用FeCl3作氧化剂,成功地合成了不同形貌掺杂态聚苯胺(PANI)纳米半导体材料.用透射电镜(TEM),红外光谱(FT-IR),X射线衍射(XRD)及四探针等手段对所得各种PANI纳米半导体材料进行了表征.实验表明,通过控制甲酸的浓度可以得到不同形貌的甲酸掺杂的聚苯胺(F/PANI)纳米材料,进一步加入不同种类的表面活性剂十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)和十二烷基硫酸钠(SDS)也可使共掺杂CTAB/F/PANI和SDS/F/PANI纳米材料的形貌发生改变,表面活性剂的加入还可使PANI的导电性能有很大的改善.     

聚苯胺/聚苯乙烯共混膜的形态结构与导电性能研究

以苯胺为单体，过硫酸铵为氧化剂，三氯甲烷和水为反应介质，十二烷基苯磺酸为乳化剂和掺杂剂，进行乳液聚合，得到可溶性聚苯胺。将聚苯胺、聚苯乙烯共溶于二甲苯后制成共混膜，用广角X射线衍射、红外光谱、偏光显微镜分析了共混膜的相形态。结果表明：聚苯胺／聚苯乙烯为不相容体系，在聚苯胺含量低时，聚苯胺以多粒子分散相存在，此时共混膜电导率低，但随聚苯胺质量分数增加电导率迅速增大；在聚苯胺质量分数达到某一阀值(7．5％)后，聚苯胺开始形成连续相，此时共混膜电导率相对较大，但电导率随聚苯胺质量分数而增大的趋势减缓。     

导电聚苯胺/TiO2复合纳米纤维的制备和表征

在无模板条件下,利用苯胺在纳米TiO2微粒表面的原位化学氧化聚合,成功制备了一系列不同TiO2含量的导电聚苯胺/TiO2(PANI/TiO2)纳米复合材料.通过TEM,XRD,FT-IR,TG-DTA及电导率测量等技术手段对其进行了表征.结果表明:复合材料的形貌呈纤维状,直径约20~40 nm,长度在390~420 nm范围;其中TiO2的含量为23.8%且具有金红石矿结构,聚苯胺也有一定程度的晶化;在复合材料中,TiO2和聚苯胺分子链之间存在强的相互作用,并对复合材料的热稳定性起促进作用;TiO2的含量对复合材料导电性能有显著影响,当TiO2含量为11.1%时电导率达到极大值2.86 S/cm.     

电化学聚合单壁碳纳米管／聚苯胺复合物的电容特性研究

采用原位电化学聚合含有饱和单壁碳纳米管（SWNT）的苯胺（ANI）溶液来制备单壁碳纳米管／聚苯胺（SWNT／PANI）复合膜,对复合膜的表面形貌与结构性质采用扫描电子显微镜进行观察,并用循环伏安法,充放电测试,和交流阻抗测试等手段对复合膜的电化学电容特性进行详细探讨．实验结果表明,纯PANI和SWNT／PANI复合物的比电容量分别为156．5F／g,186．4F／g．由复平面阻抗谱图的最高频率点可以求出纯PANI和SWNT／PANI复合膜的内阻分别为15．8,6．7Ω．     

甚高压合成条件对原位聚合聚苯胺薄膜导电性能的影响

在不同压力条件下用原位聚合法制备了导电聚苯胺薄膜。发现在150MPa～600MPa的甚高压条件下合成的薄膜样品均具有网络状表面形貌，且样品的紫外吸收光谱随压力的增加出现红移现象。实验结果表明样品分子的共轭长度和分子链间的电接触在高压情况下有所增强。这一结论通过引入约化电导率的分析得到进一步证实。     

聚苯胺纳米纤维的界面聚合法合成及电化学电容行为

利用盐酸和四氯化碳的水/油两相界面,通过界面聚合法合成具有良好纳米纤维结构的聚苯胺,用这种聚苯胺纳米纤维为活性物质制备电极,以1 mol/L H2SO4水溶液为电解液组装超级电容器,通过恒电流充放电、循环伏安、交流阻抗等技术研究其电化学电容行为。研究结果表明,合成的聚苯胺的直径为50～100 nm,长度为500nm至几微米不等,且纤维之间相互交织缠绕,形成网状形貌;聚苯胺纳米纤维电极材料的功率特性与循环性能优于用传统化学氧化法合成的颗粒状聚苯胺材料的性能,在5 mA放电电流下,其比电容可达317 F/g,20mA放电电流下比电容仍维持300 F/g左右,500次循环容量衰减在4%以内。     

P(St-co-AN)/MWCNT-OH气敏传感器的制备与性能研究

以羟基多壁碳纳米管(MWCNT-OH)为导电材料,采用原位自由基溶液聚合方法制备了苯乙烯-丙烯腈共聚物(P(St-co-AN)为基体的P(St-co-AN)/MWCNT-OH导电复合材料.利用MWCNT-OH与P(St-co-AN)间的共价键相互作用组装成一种对有机溶剂具有强烈响应性能的气敏传感薄膜.用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)及扫描电镜(SEM)对材料结构及形貌进行了表征.结果表明:MWCNT-OH与P(St-co-AN)间主要通过共价键相互作用形成紧密包覆,改善了相容性.气相性能试验表明:有机溶剂的响应行为主要受相似相容产生的膨胀模型控制.原位法构筑的传感薄膜表现出快速的响应性、良好的恢复性及重复稳定性.     

PANI-MATMS杂化透明导电薄膜的表征

以聚苯胺(PANI)和γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(MATMS)为反应物,采用溶胶-凝胶法制备了杂化透明导电薄膜。由红外光谱和X射线光电子能谱的结果可知:PANI和MATMS形成杂化结构。TG-DTA分析表明:PANI-MATMS杂化薄膜的热稳定性比PANI好。研究了不同的PANI质量分数对薄膜透过率和方块电阻的影响。随着PANI质量分数的增加,薄膜的可见光透过率逐渐下降,方块电阻也降低。当PANI质量分数为30%时,所得到的杂化薄膜的综合性能较佳,可见光透过率可达87%,薄膜的方块电阻为4.36 kΩ/□。     

MWNTs/掺溴聚苯胺复合材料导电性能研究

用化学氧化法和溴蒸气掺杂合成掺溴聚苯胺,通过机械共混制备MWNTs/PANI和MWNTs/掺溴PANI复合材料.复合材料表现出良好的导电性能,电导率达5～10 S·m~(-1),接近纯MWNTs的电导率.采用红外光谱、热重分析、紫外可见光谱、X射线粉末衍射和X射线光电子能谱研究MWNTs/掺溴PANI复合材料的导电性能和导电机理.研究表明,MWNTs和被掺杂的掺溴PANI通过π-π和p-π共轭作用形成电子转移复合物,组成了一个个独立导电单元,在复合材料的导电体系中起主要作用,随着导电单元数量增加至相互接触,形成导电网络,复合材料的电导率达到最大值.     

聚苯胺/氧化石墨烯导电复合材料的制备

通过原位聚合非二次掺杂制备了高导电性聚苯胺/氧化石墨烯复合材料.采用盐酸为掺杂酸,研究了聚苯胺/氧化石墨烯的微观形貌;探讨了盐酸浓度及氧化石墨烯（GO）用量对反应过程和复合材料导电性的影响.结果表明：聚苯胺（PANI）以球状物的形式均匀地包覆在GO表面;盐酸浓度超过0.5 mol·L-1,反应诱导期明显缩短,复合材料的导电性显著提高.在聚合体系中加入GO可延长聚合反应诱导期,但随着GO用量的增加反应诱导期缩短.当盐酸浓度为0.5 mol·L-1,GO与苯胺单体质量比超过2％时,制备的PANI/GO复合材料中GO形成导电通路,电导率较纯PANI提高一个数量级,达到1.4S·cm-1.     

脉冲电流聚合苯胺

采用脉冲电流和恒电流分别合成聚苯胺,通过循环伏安曲线和电镜扫描照片对它的电化学性质进行表征,脉冲电流合成聚苯胺的峰值电流比恒电流的高,其电化学活性更强.两种方法合成的膜结构不同,脉冲电流合成的聚苯胺是纳米纤维结构,恒电流合成的聚苯胺是颗粒结构.并且在硫酸、硝酸不同介质条件下的聚苯胺的扫描电镜图相似,均为纤维结构.