杂化膜

摘要： 为进一步提升离子聚合物金属复合材料(IPMCs)的驱动性能,本文利用溶液筑膜法分别制备了石墨烯量子点(GQDs)含量为0,0.1 wt.%,0.5 wt.%,1.0 wt.%,2.0 wt.%和4.0 wt.%的Nafion/GQDs杂化膜,以此杂化膜作为基底,利用化学镀方法制备了相应的IPMC驱动器。测试了杂化膜的含水率和弹性模量,观察了杂化膜和IPMC的形貌结构,并对IPMCs的工作电流、交流阻抗、输出力和位移性能进行了测试分析。结果表明,GQDs的加入不仅能降低杂化膜的弹性模量,增加其含水率,还能有效提升IPMC的驱动性能。当GQDs含量为1.0 wt.%时,IPMC表现出最佳的驱动效果,其电流、离子电导率、输出力和位移比不掺杂GQDs的IPMC分别提升了94.67%,311.11%,53.66%和66.07%。这一结果为高性能IPMC驱动器的制备奠定了坚实的基础,进一步拓宽了IPMC在生物医学和仿生机器人方面的应用。

摘要： 采用原位聚合法和流延成膜法制备了系列纳米钛系粒子含量的聚酰亚胺(PI)/TiO_(2)和PI/BaTiO_(3)杂化膜,以γ-巯丙基三甲氧基硅烷偶联剂(KH590)对纳米钛系粒子进行表面处理以提高有机-无机相之间的界面相容性,通过傅里叶变换红外光谱、广角X射线衍射对杂化膜的结构进行研究,同时分析了TiO_(2)和BaTiO_(3)对杂化膜热性能、亲水性、介电性和力学性能的影响。杂化膜结构研究表明,原位聚合法成功地将纳米钛系粒子引入PI基体中,纳米钛系粒子的掺杂没有破坏PI分子链的有序排列;PI/TiO_(2)杂化膜的热失重5%温度(T5%)较纯PI膜都有所降低,而PI/BaTiO_(3)杂化膜的T5%普遍高于纯PI膜,纳米钛系粒子质量分数达到5%时,PI/TiO_(2)和PI/BaTiO_(3)杂化膜的T5%达到最大,分别为540°C和584°C。杂化膜的亲水性和介电强度较纯膜均得到了较大提高,但力学性能均有不同程度的降低,当纳米钛系粒子质量分数为15%时,PI/TiO_(2)和PI/BaTiO_(3)杂化膜的接触角最小,分别为79.3°和77.3°,且PI/BaTiO_(3)杂化膜的力学性能、亲水性和介电强度均高于PI/TiO_(2)杂化膜。

摘要： 氧化石墨烯(GO)因其具有丰富的羟基和羧基而被作为亲水改性剂应用于膜的制备.本研究通过向由聚偏氟乙烯(PVDF)与一种三嵌段共聚物(AP)组成的混合物中加入不同比例的GO,以制备具有高效油水分离性能的PVDF/AP/GO杂化膜,并考察了其对油水乳液的分离性能.研究发现,GO添加量为0.20%(质量分数)时的膜(M3)性能表现最佳,其在分离油水乳液时截留率较高(>98.9%),相对通量恢复率高于90.7%.此外,M3的纯水通量高达1090 L/(m^(2)·h).即使经过5次油水乳液循环过滤实验,截留率(>96%)和纯水恢复通量J_(c)(>879 L/(m^(2)·h))仍然保持在非常高的水平,表现出优异的油水乳液分离性能.

摘要： 为了分析近10年国内外有关纳米纤维素(NC)的杂化和复合材料的研究热点.本文总结了近10年的文献内容,围绕纤维素纳米纤维(CNF)气凝胶、CNF纳米纸和CNF杂化膜等研究热点,探讨了相关研究热点存在的优缺点.以期为NC的研究发展提供参考.

摘要： 将磺化金属-有机框架材料MIL-101(Cr)-SO_(3)H成功引入到磺化酚酞侧基聚芳醚砜(SPES-C)中制备了不同填充量的SPES-C/MIL-101(Cr)-SO_(3)H杂化膜并用于渗透汽化乙酸脱水。结果表明:所得杂化膜无明显缺陷。MIL-101(Cr)-SO_(3)H的引入提高了杂化膜的亲水性并增大了杂化膜的自由体积参数。随着MIL-101(Cr)-SO_(3)H填充量的增加,杂化膜的渗透通量不断增大,而分离因子呈先上升后下降的趋势。当MIL-101(Cr)-SO_(3)H填充质量分数小于30%时,渗透通量和分离因子出现反"trade-off"效应。

摘要： 以氯化锂、氯化铝为原料,采用"一步法"制备LiC1?2A1(OH)3?nH2O型铝基锂吸附剂.将LiCl?2Al(OH)3 ?nH2O与聚偏氟乙烯(PVDF)混合,采用相转化法成功制备了具有锂吸附性能的杂化膜.探究了吸附剂负载量、膜厚对杂化膜特性以及吸附性能的影响,并探究了杂化膜的循环使用性能.实验结果表明,当LiCl?2Al(OH)3?nH2O质量分数为12％时,膜孔中出现团聚现象,同时吸附剂的增多提升了杂化膜的亲水性,水通过膜的阻力增大,使杂化膜通量降低;当杂化膜组成为质量分数16％PVDF-10％LiC1?2Al(OH)3?nH2()时,杂化膜在动态循环吸附2h后,吸附容量达280 mg/m2,基本达到饱和,当脱附时长为120 min时,脱附量基本达到平衡;同时,增加刮膜厚度有利于提高铝基锂吸附剂杂化膜吸附/脱附容量;铝基锂吸附剂杂化膜10次连续吸附解吸后,其吸附容量仍能保持第一次的85.3％,说明制备的杂化膜具有一定的循环耐用性.

摘要： 在3,3′,4,4′-联苯四甲酸二酐(BPDA)-4,4′-二氨基二苯醚(ODA)型聚酰亚胺(PI)基体中引入2-甲基咪唑钴(ZIF-67)作为纳米填料,制备具有“三明治”结构的PI/ZIF-67三层复合薄膜。采用FTIR、XRD、SEM对ZIF-67及PI/ZIF-67三层纳米复合薄膜的结构进行表征,研究ZIF-67含量对复合薄膜热稳定性、介电性能的影响。结果表明:当ZIF-67质量分数在10%以内时,PI/ZIF-67三层复合薄膜的初始分解温度大于500°C,具有较好的热稳定性;PI/ZIF-67三层复合薄膜的介电常数明显低于PI,当ZIF-67的质量分数为10%时,PI/ZIF-67三层复合薄膜的介电常数下降幅度可达50%;当ZIF-67质量分数为5%时,介电常数下降幅度达到71%。与不含ZIF-67的纯PI相比,ZIF-67质量分数低于10%的PI/ZIF-67三层复合薄膜的介质损耗略有提高。

摘要： 为了提高聚丙烯腈(PAN)超滤膜的亲水性、水通量以及抗污染能力,以埃洛石纳米管(HNTs)为原料,通过聚多巴胺粘附D-氨基酸,制备埃洛石-聚多巴胺-D-氨基酸(HDD)复合材料.然后以聚丙烯腈(PAN)为基体、HDD为添加剂,制备了 HDD/PAN杂化膜.借助XRD、TEM/SEM、FTIR、AFM、接触角等分析HDD/PAN杂化膜的微观形貌、化学结构、亲水性能和抗污染性能.结果表明,改性使得D-氨基酸成功附着在HNTs表面,提高了 HDD与PAN的相容性,不但使膜具有较粗糙的皮层和更大的指状孔,还进一步提高了膜的超滤性能;其中,HDD添加量为质量分数5％时,杂化膜的水接触角最小,纯水通量、BSA溶液渗透通量以及BSA 截留率分别高达 1 334.21、61.29 L/(m2·h)和97.71％.

摘要： 地聚物微纳米粒子(GPs)经聚乙烯醇(PVA)修饰后,采用真空抽滤法将其组装在混合纤维素基膜(MCE)表面,得到多功能地聚物颗粒-聚乙烯醇/混合纤维素杂化膜(GPs-PVA/MCE).本文考察了GPs的添加量对杂化膜结构和性能的影响,通过SEM、FTIR、AFM、XRD等表征杂化膜的结构.结果表明GPs添加量为0.15g时制备的杂化膜性能最佳,水通量为11293L/(m2·h·MPa).该多功能杂化膜对不同污染物均表现出优异的去除性能:通过孔道截留作用可去除水中100％的50nm聚苯乙烯微球和99.87％的乳化油;通过吸附作用亦可去除水中100％的阳离子型染料;比原始MCE膜分别提升了528.54％、25.78％、90.96％.特别是在连续处理含油乳液时,该杂化膜使用1h后通量仅降低了21.70％,远低于MCE膜的95.70％,说明其抗污染性能得到显著提升,显示出良好的应用潜力.

摘要： 笼型结构的多面体低聚倍半硅氧烷(Polyhedral Oligomerc Silsesquioxane,简称为POSS)结构由两部分组成,外部的有机取代基团以及内部的二氧化硅刚性核.其中硅氧刚性核心赋予POSS优异的耐热性,而外部有机官能团可以改善POSS与基体之间的相容性.Filho等曾使用改性的八氯基POSS作为金属离子的吸附剂,吸附效果较好.但直接使用纳米级POSS作为吸附剂的缺点就是取用困难,不易操作,对吸附剂回收处理极不方便.因此研究者探索将POSS复合至性能优越的载体上,从而大大改善了POSS的利用.本文通过以环氧氯丙烷为交联剂，使用POSS-SH接枝壳聚糖制备了不同八巯基POSS含量的八巯基POSS/壳聚糖(POSS-SH/CTS)有机无机杂化膜，使具有纳米尺度的POSS复合在壳聚糖的表面，构筑一种高耐热性、高强度的POSS/壳聚糖多孔杂化膜。该杂化膜既改善了POSS取用操作困难，又改善了纯壳聚糖膜不耐酸、不耐热的缺点。进而研究了所合成的该系列杂化膜在水溶液中对部分贵、重金属的吸附性能。

摘要： 石墨经Hummers法氧化处理,超声剥离获得氧化石墨烯(GO).将氧化石墨烯和异氰酸酯、多元醇通过溶液聚合制备氧化石墨烯/聚氨酯(PU)杂化膜,采用TEM、SEM、FT-IR等对氧化石墨烯、杂化膜的形貌及结构进行分析表征;探讨了氧化石墨烯掺杂量对杂化膜的CO2/N2渗透分离性能的影响.结果表明,获得的氧化石墨烯完全剥离且比商用氧化石墨烯氧化程度高,杂化膜中氧化石墨烯均匀分散.氧化石墨烯的加入能显著提高杂化膜的CO2分离性能,且随着氧化石墨烯掺杂量的增加,杂化膜的CO2/N2分离性能表现出先增加后减少的趋势,掺杂自制氧化石墨烯的杂化膜比掺杂商用氧化石墨烯的膜气体渗透分离性能好.

摘要： 杂化膜弥补了有机膜和无机膜的缺陷,集中了它们的优点,在化工、材料、环保以及能源等领域受到广泛关注。在水处理中,杂化膜具有良好的稳定性和抗污染性,应用潜力巨大。综述了杂化膜最新研究成果,重点讨论了其在水处理中的研究进展,主要包括超滤、纳滤、电渗析、扩散渗析等,最后总结了杂化膜研究中存在的问题,并对其在水处理中的应用前景作了展望。

摘要： 有机-无机杂化膜兼有有机膜和无机膜的特征,近年来在化工、材料、环保以及能源等领域受到广泛关注.随着材料技术的不断发展，有机、无机组分的选材更加多样化。其中，有机材料从传统的有机高分子向含氟化合物过渡，而无机材料从纳米氧化物向碳纳米管、石墨烯等新型纳米材料发展.由于杂化膜具有良好的稳定性和抗污染性，在水处理领域的应用潜力巨大.综述了杂化膜制备技术的最新研究成果及其在水处理中的应用，包括超滤、纳滤、电渗析、反渗透等。最后总结了杂化膜研究中存在的问题，并对其在水处理中的应用前景作了展望.

摘要： 离子液体(ionic liquid)是由离子组成、在室温或室温附近呈液体状态的盐类，具 有良好的导电性、宽的电位窗口等特点，其在电沉积、电化学合成、传感器等研究 方面倍受青睐[1-3]。本文通过电化学沉积法，在电极表面制备了纳米二氧化钛/(1-丁基-3甲基咪唑四氟硼酸盐)离子液体杂化膜修饰电极，研究了对乙酰氨基酚在该修 饰电极表面的电化学行为，实现其灵敏和快速检测。

摘要： 用溶液浇铸法制备了聚偏氟乙烯-六氟丙烯(P(VDF-HFP))／1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸([bmim]BF4)杂化膜．用热重(TG)、动态力学分析仪(DMA)考察了杂化膜的热稳定性和玻璃态转化温度．用扫描电镜(SEM)观察了P(VDF-HFP)／[bmim]BF4杂化膜的表面、截面形貌．测定了膜在乙酸乙酯、水中的溶胀性能和对乙酸乙酯／水体系的渗透汽化分离性能．实验结果发现：P(VDF-HFP)膜掺入[bmim]BF4量的增加，杂化膜的热分解温度逐渐降低，但仍然高于300°C，所以在常规的渗透汽化、蒸汽渗透分离时，固定于聚合物膜中的离子液体也不会流失．加入离子液体后的P(VDF-HFP)杂化膜溶胀度减小，玻璃化温度降低，扩散系数增大．杂化膜最高渗透通量、分离因子可达750 g／(m2·h)、190;掺入离子液体后的P(VDF-HFP)杂化膜，分离因子和渗透通量都有了较大的提高，渗透通量最大增幅达到400 g／(m2·h)，分离因子也增大了90．

摘要： 通过自由基接枝聚合的方法将1-乙烯基咪唑单体接枝到MOR沸石膜的表面,制备出一种新型的亲水性的聚(1-乙烯基咪唑)/丝光沸石(PVI/MOR)杂化膜.并通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外漫反射光谱(DRIFTS)和热重分析等来表征膜的形貌和特性.将膜应用于乙酸脱水分离,考察了不同Ⅵ单体浓度和进料浓度对膜的渗透汽化性能的影响.分析得知以15%的Ⅵ单体浓度制备的PVI/MOR杂化膜具有最好的分离性能,在80°C下和71%～94%的进料浓度范围内均达到理想选择性分离,也就是说在透过侧产品水的含量达到100%.这些实验结果表明将PVI基团接枝到MOR沸石膜层能实现真正意义上的功能化修补膜的缺陷和大大提高膜的分离性能的目的.

摘要： 采用溶胶-凝胶法制备了聚酰亚胺-二氧化硅杂化膜.通过红外光谱、紫外-可见光谱、扫描电镜等对杂化膜进行了表征,探讨了杂化膜中二氧化硅含量对杂化膜的热性能、吸湿性能和力学性能的影响.结果表明,纳米二氧化硅粒子均匀分散在聚酰亚胺基体中,二氧化硅的掺入及与有机基体的杂化提高了材料的热分解温度,降低了材料的吸湿性能,改善了材料的力学性能.当二氧化硅含量为7％时,杂化膜的弹性模量和断裂强度达到最大值,分别为纯聚酰亚胺的3.42倍和3.26倍.

摘要： 以剥离的Cu-Al LDHs纳米片为主体,生物大分子漆酶为客体,利用剥离/重组装技术,制备了一种新型生物/无机杂化膜材料.具体包括两个过程:第一,共沉淀法制备Cu-Al-CO2-3LDHs,经离子交换的方式转换成硝酸根插层的水滑石,然后被剥离成单层纳米片分散体系;第二,表面具有丰富的二价铜离子的剥离LDHs纳米片与漆酶有序组装制备(LDHs/漆酶)n杂化膜.采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、扫描探针显微镜(SPM)、高分辨透射电镜(HRTEM)和紫外-可见吸收光谱等手段对所制备的样品进行表征,表征结果证明以层层自组装的方式成功制备了具有多层结构的杂化膜.所制备的(LDHs/漆酶)n杂化膜用于去除废水中的刚果红染料并表现出良好的去除效果.进一步将杂化膜样品与游离漆酶进行对比,发现其适应性和存储稳定性都有了显著提高.本文致力于将二维LDHs纳米片与生物大分子相结合制备生物-无机杂化膜材料,为处理废水中的刚果红染料提供了一个可行方案.另外,它也为如何有效去除环境中存在的染料污染问题提供了新的见解.

摘要： 本研究是基于聚(2，6-二甲基-1，4-苯撑氧)(PPO)所进行的系列改性工作．PPO进行溴化，得到两种溴化度的溴化PPO(BPPO)，再进行羟基化和季铵化反应，随后与小分子烷氧基硅烷进行sol-gel反应，热处理后将膜浸泡在碱液中转化为OH-型，得到两种系列的碱性阴离子交换膜．膜具有平整均一的外观形貌和良好的机械性能(4．5～12 MPa，36～58％)，膜的厚度范围为0．09～0．12 mm．水质量分数(WROH)范围为62％～145％，离子交换容量为1．6～2．2 mmol／g．膜具有良好的抗碱能力，在2mol／L NaOH中浸泡192h后，其IEC仍能保持在原有的82 9／6以上．低溴化度BPPO制备的膜具有更高的抗溶涨能力，在60°C水中浸泡44 h后，溶涨度范围为117％～297％，高溴化度BPPO制备的膜有高的电导率(室温条件下为0．036～0．041 S／cm)，说明所制备的碱性阴离子交换膜有潜力应用于碱性膜燃料电池领域．

摘要： 本发明提供一种杂化反渗透膜的制备方法，步骤包括取聚砜10～20份、致孔剂和纳米多孔材料得到制膜液，然后均匀涂覆在支撑层上，除去多余的制膜液后得到杂化超滤基膜，然后浸泡在水相溶液中，取出后除去表面多余的水相溶液，所述水相溶液含有芳香族多元胺、脂肪族多元胺和/或脂环族多元胺，所得产物再浸泡在油相溶液中，取出后烘干漂洗后得到杂化反渗透膜。本发明的杂化反渗透膜的制备方法无需采用酸化或者氧化等后处理法，避免对也对脱盐层造成了破坏、导致脱盐率下降，确保膜的使用寿命，同时保持良好的通量和脱盐率。而且方法简便，能工业化生产。

摘要： 本发明涉及离子通道薄膜领域，具体地，涉及一种嵌段共聚物膜与功能性孔膜杂化的盐差发电膜的制备方法。本发明包括以下步骤：1)用牺牲层堵住功能性孔膜的孔道；2)将嵌段共聚物溶解于溶剂中，制得溶液；3)将制得的溶液置于预处理后的功能性孔膜上，使嵌段共聚物在预处理的功能性孔膜上成膜；4)使用选择性溶剂溶解牺牲层；5)在步骤2)所述溶剂的饱和气氛中退火，使嵌段聚合物的孔道垂直贯通。本发明通过控制大孔基底的结构，组成以及厚度，结合溶剂退火操作，提供的复合盐差发电膜的能源密度可以从0.12瓦特每平方米提高到0.7瓦每平方米以上。本发明的方法操作简便、易于控制、所需设备简单、能够大规模生产，有着广泛的应用前景。

摘要： 提供了一种纳米羟基磷灰石/聚(乳酸)杂化纳米复合膜垫的制备方法，其特征在于包含了：把羟基磷灰石粉和聚乳酸混合在溶剂中的步骤，以及把从上述混合步骤中得到的混合液，按照喷气纺纱的方式喷嘴喷射，在基质上制备纳米羟基磷灰石/聚(乳酸)杂化纳米复合膜垫的步骤。

摘要： 本发明提供一种杂化反渗透膜的制备方法，步骤包括取聚砜10～20份、致孔剂和纳米多孔材料得到制膜液，然后均匀涂覆在支撑层上，除去多余的制膜液后得到杂化超滤基膜，然后浸泡在水相溶液中，取出后除去表面多余的水相溶液，所述水相溶液含有芳香族多元胺、脂肪族多元胺和/或脂环族多元胺，所得产物再浸泡在油相溶液中，取出后烘干漂洗后得到杂化反渗透膜。本发明的杂化反渗透膜的制备方法无需采用酸化或者氧化等后处理法，避免对也对脱盐层造成了破坏、导致脱盐率下降，确保膜的使用寿命，同时保持良好的通量和脱盐率。而且方法简便，能工业化生产。

摘要： 本发明公开了一种原位制备金属有机框架杂化膜的方法及金属有机框架杂化膜的用途。所述制备方法通过热引发的自由基聚合反应将金属离子和有机配体包埋在聚合物基质中得到薄膜，再让薄膜在溶剂中溶胀，聚合链段拉伸增加自由体积，溶剂分子进入聚合物基质内促进金属离子和有机配体的配位反应，在聚合物基质内原位生成了金属有机框架材料纳米颗粒，得到金属有机框架材料混合基质膜。本发明方法促进了金属有机框架材料在聚合物基质内的均匀分布，提高了金属有机框架材料在聚合物基质内的负载量，增强了金属有机框架材料和聚合物基质的界面相容性。本发明提供的混合基质杂化膜在气体分离，水净化，有机染料脱除等领域有重要的应用价值。

摘要： 本发明涉及一种复合纳米材料杂化膜的制备方法和由此制备的杂化膜。所述杂化膜可以应用于水处理、染料、生物化工、食品、环保等领域的分离和浓缩技术。采用本发明的制备方法实现了以下技术效果：制备过程效率高，过程适合工业上放大生产；对孔道大小实现调控，适应不同应用场景；后处理过程简单高效，进一步提高制备效率；增强膜材料本身的机械性能，提高膜片在强错流、长时间运行下的稳定性。

摘要： 本发明涉及由有机聚合物和无机聚合物组成的杂化膜、制造该杂化膜的方法以及所述杂化膜在聚合物电解质膜燃料电池中的应用。本发明杂化膜包含至少一种碱性有机聚合物和至少一种无机聚合物。所述聚合物以分子水平共混在一起。在制造所述膜时，所述无机聚合物由至少一种前体单体形成。本发明所公开的膜的特征在于所述膜对掺杂剂具有高吸收性、在掺杂和未掺杂状态下均具有高度的机械稳定性和热稳定性、并且具有永久的高质子传导性的特点。

摘要： 本发明涉及一种复合纳米材料杂化膜的制备方法和由此制备的杂化膜。所述杂化膜可以应用于水处理、染料、生物化工、食品、环保等领域的分离和浓缩技术。采用本发明的制备方法实现了以下技术效果：制备过程效率高，过程适合工业上放大生产；对孔道大小实现调控，适应不同应用场景；后处理过程简单高效，进一步提高制备效率；增强膜材料本身的机械性能，提高膜片在强错流、长时间运行下的稳定性。

摘要： 本发明公开了一种原位制备金属有机框架杂化膜的方法及金属有机框架杂化膜的用途。所述制备方法通过热引发的自由基聚合反应将金属离子和有机配体包埋在聚合物基质中得到薄膜，再让薄膜在溶剂中溶胀，聚合链段拉伸增加自由体积，溶剂分子进入聚合物基质内促进金属离子和有机配体的配位反应，在聚合物基质内原位生成了金属有机框架材料纳米颗粒，得到金属有机框架材料混合基质膜。本发明方法促进了金属有机框架材料在聚合物基质内的均匀分布，提高了金属有机框架材料在聚合物基质内的负载量，增强了金属有机框架材料和聚合物基质的界面相容性。本发明提供的混合基质杂化膜在气体分离，水净化，有机染料脱除等领域有重要的应用价值。

摘要： 本发明涉及由有机聚合物和无机聚合物组成的杂化膜、制造该杂化膜的方法以及所述杂化膜在聚合物电解质膜燃料电池中的应用。本发明杂化膜包含至少一种碱性有机聚合物和至少一种无机聚合物。所述聚合物以分子水平共混在一起。在制造所述膜时，所述无机聚合物由至少一种前体单体形成。本发明所公开的膜的特征在于所述膜对掺杂剂具有高吸收性、在掺杂和未掺杂状态下均具有高度的机械稳定性和热稳定性、并且具有永久的高质子传导性的特点。