交联聚乙烯醇膜制备优化及在电吸附中的应用

采用化学交联法制备聚乙烯醇(PVA)复合膜,研究磺基琥珀酸(SSA)交联聚乙烯醇薄膜的电容去离子行为.磺基琥珀酸作为一种交联剂和亲水基团的给体,可以很好地应用于聚乙烯醇膜的改性.详细研究了制备工艺(交联剂含量,交联温度)对复合膜电容去离子性能的影响,并进行对比实验,将电容去离子系统(CDI)(仅使用活性炭电极)和采用了PVA与SSA交联的膜电容去离子系统(MCDI)(电极表面覆盖离子交换膜)分别进行吸脱附运行操作.结果表明:当交联剂SSA的质量分数为5%,交联温度为100℃时,交联聚乙烯醇复合膜在电容去离子中的应用使电极的吸附量增强了15%左右,电荷效率平均提高了25%.     

PVA/PES复合膜的制备及其渗透汽化脱盐性能研究

以聚醚砜(PES)超滤膜为基底,戊二醛为表面粘合剂,将由4-磺基邻苯二甲酸(SPTA)交联得到的聚乙烯醇(PVA)涂覆到PES表面得到了磺化PVA/PES复合膜。利用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、热失重分析仪(TGA)表征不同交联剂含量PVA膜的交联程度以及热稳定性,通过电子扫描显微镜(SEM)对复合膜的形貌进行表征。研究了交联剂含量对PVA/PES复合膜渗透汽化脱盐性能的影响,结果表明:随着交联剂含量的增加,致密膜的溶胀度先减小后增加,而水接触角先增加后减小;当交联度为15%时,复合膜的渗透汽化性能最优;性能最优复合膜的纯水通量在70℃时达到24.32 L/(m~2·h),在处理质量分数为3.5%Na Cl水溶液时的水通量达到13.27 L/(m2·h),对盐的截留率高达99.88%。     

TiO2/PVA-CS复合膜的制备及性能的研究

针对TiO2单独使用时存在吸附性差、易聚集、重复利用率低等问题,通过流延法制备了TiO2/聚乙烯醇(PVA)-壳聚糖(CS)复合膜,用XRD、IR及SEM对复合膜进行了结构形貌表征,并测量了其拉伸强度和断裂伸长率,同时以甲基橙为模型物,研究了复合膜在紫外光照下催化其降解的性能。结果表明:TiO2的加入使复合膜的羟基峰向低波数移动,但不改变其X-射线衍射峰,却使其拉伸强度和断裂伸长率增大。同时TiO2与PVA、CS相容性较好;紫外光作用下,有利于降解反应的进行,复合膜光催化甲基橙降解反应基本符合一级动力学方程,降解效果良好。     

溶胶-凝胶法制备有机/无机复合膜的研究

直接从无定型二氧化硅出发,研究了与乙二醇、氢氧化钾反应,生成高反应活性的五配位硅钾化合物,再与2-氯乙醇反应制备双羟基四配位硅化合物,然后通过溶胶-凝胶法制备了双羟基四配位硅/聚乙烯醇复合膜,并分析了膜的热性能,发现改性PVA复合膜的热性能有所降低;但膜的透明性和韧性基本没变;说明四配位硅水解后得到的硅醇基与PVA中的羟基发生了缩合作用.     

PVA-ZrP复合膜作为全钒液流电池隔膜的研究

采用浇铸浸渍法制备了PVA-x%ZrP(磷酸锆)(x=10, 15, 20)复合膜. 采用红外光谱(IR)和差热分析(DTA)对膜进行表征. 考察复合膜在不同电流密度(0～70 mA/cm2)下的膜压降和对VO2 /VO 2离子的渗透性. IR研究结果表明, 复合膜中ZrP与PVA间产生相互作用, 使得PVA的微观结构发生变化. 复合膜在165～170 ℃之间出现强吸热峰, 这是由于磷酸锆脱去结晶水及PVA分子内脱去化学吸附水, 于220 ℃开始出现一个较强的放热峰, 表明PVA的分子内羟基缩合脱水和磷酸锆开始发生相变. 复合膜的膜压降除了与电解液硫酸浓度有关外, 还与其中的ZrP含量有关, ZrP含量增加, 膜压降也提高, 但离子选择性也增加, 表明复合膜由其微结构中的电解液导电逐步向ZrP导电过渡;所制备的复合膜中, PVA-15%ZrP具有较好的综合性能.     

混合表面活性剂中制备聚苯乙烯/Co3O4复合纳米粒子

在阳离子表面活性剂(CTAB)胶束体系中制备立方相Co_3O_4磁性纳米粒子,将其与制备原液的混合体系分散到阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)溶液中,再加入苯乙烯引发聚合,制得聚苯乙烯/Co_3O_4复合纳米粒子.TEM观察Co_3O_4纳米粒子的平均粒径为30 nm左右,复合纳米粒子的粒径为40 nm左右.XRD、IR谱图及热、磁性能测定表明聚苯乙烯对Co_3O_4纳米粒子的包裹是成功的.     

羧基化聚(苯乙烯-丙烯酸)微球的研究

该文采用种子乳液聚合法制备羧基化的聚(苯乙烯-丙烯酸)微球,通过红外光谱(IR)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)及热重分析(TG)等探讨了聚合物微球的结构及性能.结果表明,所得聚合物微球交联度较低,表面富含羧基官能团,分散性较好,粒径约为230 nm,为后续纳米核壳结构粒子的构筑提供了很好的模板材料.     

溶胶一凝胶法制备有机／无机复合膜的研究

直接从无定型二氧化硅出发，研究了与乙二醇、氢氧化钾反应，生成高反应活性的五配位硅钾化合物，再与2—氯乙醇反应制备双羟基四配位硅化合物，然后通过溶胶—凝胶法制备了双羟基四配位硅／聚乙烯醇复合膜，并分析了膜的热性能，发现改性PVA复合膜的热性能有所降低；但膜的透明性和韧性基本没变；说明四配位硅水解后得到的硅醇基与PVA中的羟基发生了缩合作用。     

离子液体?聚乙烯醇复合质子交换膜的制备及其性能

离子液体1-(2-氰乙基)-3-苄基咪唑硫酸氢盐([cebzim]HSO4)与聚乙烯醇(PVA)通过溶液浇铸法制备离子液体复合膜[cebzim]HSO4/PVA.采用FT-IR、XRD、TGA及SEM对所制备离子液体复合膜的结构和形貌进行表征.同时研究了离子液体含量对[cebzim]HSO4/PVA复合膜的耐水性能、溶胀性能、电导率及机械性能的影响.实验结果表明:随着离子液体含量的增加,[cebzim]HSO4/PVA复合膜的吸水率、溶胀率、电导率增加,机械性能下降.综合考虑,当离子液体质量分数为50%时,[cebzim]HSO4/PVA复合膜的性能最优.     

聚环氧离子液体型聚氨酯膜渗透汽化分离丁醇水溶液的研究

将离子液体聚合物复合膜用于渗透汽化分离,在提高基膜的分离选择性的同时,解决支撑液膜中离子液体存在易流失的问题.首先通过聚环氧氯丙烷(PECH)与甲基咪唑的季铵化反应,合成端羟基聚(1-甲基咪唑-3)甲基乙氧基氟磷酸盐(PEIL1)与端羟基聚(1-甲基咪唑-3)甲基乙氧基(三氟甲基磺酰胺)盐(PEIL2)两种离子液体,接着用端羟基聚丁二烯(HTPB)与合成的离子液体预聚体反应,4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)扩链剂扩链,制备聚环氧离子液体型聚氨酯复合膜PEIL1-PU与PEIL2-PU.此外,系统研究了复合膜对丁醇水溶液的分离性能以及长时间分离的稳定性.实验表明,两种复合膜的渗透通量较普通聚氨酯膜略有下降,但分离因子升高,并且在长时间的分离实验中保持良好的稳定性.     

壳聚糖/纳米SiOx复合膜的制备及机械性能

采用二次回归旋转正交试验方法,探讨了制备壳聚糖/纳米SiOx复合膜的优化工艺条件,用流延法制得分散比较均匀的纳米复合膜,并对涂膜结构进行红外光谱(IR)、X射线衍射(XRD)及透射电镜(TEM)表征.结果表明:复合膜(CTS-SiOx)中壳聚糖与SiOx粒子表面的大量羟基存在强烈的氢键作用;当配料为壳聚糖1.98 g、SiOx 0.017 g、单甘酯0.04 g时,壳聚糖复合涂膜拉伸强度达到最优值、与纯壳聚糖单膜相比,复合膜的拉伸强度、断裂伸长率和直角撕裂强度分别提高了63.3%,45.4%和11.6%,透水率降低了73.1%.可见复合膜的性能优于单膜.     

纳米微晶纤维素改性的石墨烯增强聚乙烯醇膜的研究

通过将纳米微晶纤维素(NCC)通过氢键作用吸附在还原氧化石墨烯(RGO)上,制备了纳米微晶纤维素改性的石墨烯(NCC-RGO),并将其作为填料,用溶液混合法制备了聚乙烯醇(PVA)复合膜.对复合膜的结构及其吸水率,热稳定性和力学性能进行了研究.结果表明:NCC能够有效的防止RGO的团聚,NCC-RGO能在水中稳定分散.NCC-RGO作为填料能够减小复合膜的吸水率,提高复合膜的拉伸性能和热稳定性能.其中,NCC/RGO质量比为1∶1,NCC-RGO与PVA的质量比为1.0%的复合膜综合性能较好.     

壳聚糖基蛋白质分子印迹聚合物的制备及识别性能研究

通过对壳聚糖化学改性,引入羧甲基和丙烯酸酯功能基,合成水溶性、可聚合和可交联的壳聚糖衍生物.FTIR分析结果表明,甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)通过环氧基团开环反应与羧甲基壳聚糖(CM-CS)的羟基形成醚键键联,生成的壳聚糖衍生物(CMCS-GMA)可在过硫酸铵作用下发生聚合反应.采用表面接枝的方法在聚苯乙烯微孔板上形成CMCS-GMA的聚合物薄层,并用于在水相中印迹血红蛋白分子.蛋白质实验的结果表明,印迹聚合物结合血红蛋白的能力明显高于非印迹聚合物.进一步考察该印迹聚合物对血红蛋白的结构相似物(溶菌酶)的结合特性,显示了较高的识别选择性.     

多金属氧酸盐对聚乙烯醇在水中溶胀性能的影响

制备了含不同结构多金属氧酸盐(HPA)和含量不同多金属氧酸盐的聚乙烯醇(PVA)纤维材料,并用IR、XRD光谱和扫描电镜(SEM)对其进行了表征.针对PVA在水中的溶胀性能,系统地研究了多金属氧酸盐的种类、含量、交联温度和时间对PVA纤维材料的水溶性的影响.     

ATRP法制备纳米铜/PMMA-b-PSt复合粒子及其表征

在超声辐射作用下,以α-溴代丙酸乙酯为引发剂,溴化亚铜/2,2-联吡啶为催化体系,通过原子转移自由基聚合(ATRP)制备了预聚物聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA-Br).以此预聚物为大分子引发剂,苯乙烯为共聚单体进行ATRP反应,合成了PMMA-b-Pst嵌段共聚物.通过硼氢化钠还原聚合物体系中的溴化亚铜,制备得到纳米铜/PMMA-b-PSt复合粒子.采用红外吸收光谱(IR)、核磁共振(1H NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)和透射电子显微镜(TEM)等手段对样品进行表征,并用热分析法对样品的热性能进行了研究.实验结果表明成功合成了以PMMA-b-PSt为壳,以纳米铜为核的复合粒子,并发现这种复合粒子可以形成以PMMA-b-PSt为连续相以纳米铜为分做相的圆环状组装图案,热分析结果表明纳米铜粒子的存在降低了嵌段共聚物的分解温度.     

PVA/TEOS/GA杂化膜的制备及溶胀吸附性能

采用溶胶-凝胶法(sol-gel)制备了PVA/TEOS/GA有机/无机杂化膜,比较杂化膜在3种不同温度下在乙醇/水全浓度范围的溶胀性能,分析无机相和交联剂对PVA膜溶胀性能的影响.比较不同溶胶-凝胶反应条件及不同热处理条件对膜溶胀度和溶解选择性的影响.用FTIR和XRD对杂化膜结构进行分析表征.结果表明PVA与无机相(TEOS)发生溶胶-凝胶反应生成氢键和共价键Si-O-Si,形成交联有机聚合物/无机杂化体系,使杂化膜的结晶度减少,控制了膜的溶胀,提高膜的溶解选择性能,但膜的溶胀减少会使通量有所下降.加入GA后,使PVA杂化膜溶胀度和溶解选择性都有所提高,表明PVA杂化有利于控制膜在乙醇/水溶液中的溶胀,从而提高膜的分离性能.     

高交联度聚苯乙烯的ω-溴乙基化

本文在低交联度聚苯乙烯(凝胶型,交联度为1.4%)的Friedel-Crafts 溴乙基化的基础上,对高交联度聚苯乙烯(大孔型,交联度分别为10%和40%)的ω-溴乙基化反应进行了研究.筛选出了满意的反应时间及配料比.     

丁二酸酐交联羟基超支化聚(胺-酯)的反应及其交联膜的性质

以丁二酸酐(SA)为交联剂研究了端羟基超支化聚(胺-酯)(HPAE)的交联反应和交联膜的制备。结果表明:SA与HPAE的交联反应分为两个阶段,可以采用溶液法低温涂膜及高温交联得到HPAE/SA交联膜;改变SA的用量可控制膜的交联度,HPAE/SA交联膜的拉伸强度随SA用量的增大而提高,最高可达59.60 M Pa,膜表面的水接触角小于74.3°。     

聚酰亚胺/二氧化硅杂化膜和复合膜的制备与结构研究

采用溶胶-凝胶法和二氧化硅粒子掺杂共混法分别制备了聚酰亚胺/SiO2杂化膜和纳米复合膜.采用红外分光光度计(FTIR)、热重分析仪(TGA)和透射电镜(TEM)表征了所制备膜的结构微观形态和热性能并进行分析对比,结果表明在杂化膜中SiO2在聚酰亚胺基体中可以形成分子级分散,复合膜表现出较强的吸湿性使其热分解温度较低.研究认为,采用溶胶-凝胶法制备聚酰亚胺/SiO2介电材料更为合理.     

高效凝水剂的合成及其吸湿溶胀机理分析

为了制备新型高效凝水剂并对其吸湿溶胀机理进行研究,以丙烯酸、丙烯酰胺为单体合成了交联型高效凝水剂,采用红外光谱和扫描电镜等对制备的样品进行了结构表征,并对其吸湿凝水性能进行了测试.证明合成的高效凝水剂具有交联的立体网状结构.结果表明,高效凝水剂表面有大量微孔,且内部不同尺寸的微孔互相贯通.分析了高效凝水剂源自表面吸附势、水分子扩散压和溶胀原理的吸湿溶胀机理,初步揭示了高效凝水剂的微观结构与其吸湿凝水性能的直接关系.