聚电解质pdapss自组装机理及渗透气化性能研究.pdfVIP

浙江大学硕士掌位论文 摘 要 聚电解质层层自组装技术(Layer-by—layer)由于操作简便、可用于制备超 薄膜的物质的种类和数量很多、膜厚度和结构纳米范围内调控，其在药物缓释放， 生物传感器，光电材料和分离膜等领城具有广泛的应用。本文以聚二烯丙基二甲 基氯化铵(PDDA)和聚苯乙烯磺酸钠(Pss)为材料，从聚电解质稀溶液性质 研究出发系统考察聚电解质自组装过程中影响吸附量和膜结构的主要因素。在国 内，将聚电解质自组装膜作为渗透汽化膜分离的研究更未见报道，具有重要的研 究意义。 本文首先采用紫外光谱法(UV．VIS)研究了PDDA伊SS静电自装过程中的 非静电力问题，在处理过带负电的石英片上能吸附带同种电荷的PSS，组装量随 石英片表面粗糙度增加、PSS浓度升高以及温度的下降而增加。表明聚电解质静 电自组装过程中在适当条件下明显存在非静电力驱动下的自组装行为。 其次，采用紫外光谱法、接触角仪、粘度法研究了PDDA／Pss自组装的机 理和影日向吸附量和膜结构的主要因素。紫外结果发现随着聚电解质的浓度、溶液 的盐浓度、溶液的酸碱度(pH)、混合溶剂(乙醇／水)中有机溶剂的含量和组装 温度的变化，PDDA／Pss自组装膜的吸附量呈现出不变、增加和减小的现象。PDDA， PSS聚电解质溶液在相对应的组装条件下的特性粘数与自组装膜的紫外吸光度 (吸附量)呈反比关系。聚电解质在溶液中线团较收缩，静电自组装膜的吸附量 越大。用接触角法研究了PDDA／PSS膜的表面润湿性，多层膜表面接触角随着层 数开始呈不规则变化后呈现锯齿状变化规律，表明了PDDA／PSS自组装膜的结构 分为2个区：I区有缺陷的“前驱层”和II区规则的交替沉积的“本体层”。 最后，在聚酰胺(PA)反渗透底膜上成功的制备出PDDA和Pss聚电解质 自组装膜，作为渗透汽化膜分离异丙醇(95％)／水(5％)混合体系。在含盐组装溶液 中，其渗透汽化性能随组装层数(N)的增加，分离因子陋)增大和渗透通量(J)下降， 一般N小于10的膜就可获得较好的渗透汽分离化性能。当层数为6．5个双层，盐 浓度为O．75mol／L和料液温度为55℃时，分离因子和通量各达极大值和极小值， 247和14989／m2h。随着操作温度的提高，分离因子旺和通量J呈同步增大的变化 规律。 关键词 聚电解质，自组装，渗透气化膜，异丙醇脱水 浙江大掌硕士掌位论文 Abstract Recent theso—ca!led (LBL)depos“jon of yearS， layer．by—layef technique charged canbe to oppositelypolyelectrol”essuccessfullyappliedprepareorganic ultrathinfilms．Fortheir controlled打lm simplefabrication(operacion)，precisely thicknessand ofmate“alsthatisavailab】efor strueture，broad range incorporation into are abroadin difkrent polyelectrolytemultilayers(PEMs)，they applied many 矗eldssuchas materialsa11dmembrane dmgrelease，biosensors，photo