多孔介質(zhì)中DBS的原位自組裝行為及其應(yīng)用研究.pdf

1、有機(jī)小分子凝膠劑能夠采用“自下而上”的方法，通過非共價(jià)鍵相互作用力在多孔介質(zhì)中形成納米纖維。這種制備納米纖維的方法可以有效的調(diào)控多孔介質(zhì)的結(jié)構(gòu)。本文結(jié)合實(shí)驗(yàn)室的研究工作，首先將有機(jī)小分子凝膠劑引入溶液噴射紡納米纖維，探索了其對(duì)納米纖維結(jié)構(gòu)的調(diào)控規(guī)律，制備了有機(jī)小分子凝膠納米纖維-溶液噴射紡納米纖維的多級(jí)納米纖維膜，并開展了應(yīng)用于微濾的應(yīng)用研究。其次將有機(jī)小分子凝膠劑引入PVDF微濾膜，構(gòu)建自組裝納米纖維-Nafion復(fù)合質(zhì)子傳輸通道，研

2、究了復(fù)合質(zhì)子交換膜的結(jié)構(gòu)與性能。具體內(nèi)容如下:
　　探討溶劑的極性、氫鍵作用力及DBS的濃度對(duì)DBS在納米纖維膜內(nèi)生成的影響規(guī)律，結(jié)果表明DBS自組裝聚集形態(tài)受溶劑極性、分子間氫鍵作用力及其濃度的影響。在一定濃度范圍內(nèi)，溶劑極性較強(qiáng)，DBS納米纖維較少;溶劑極性較弱，在適宜的濃度下形成大量均勻的DBS納米纖維，且DBS納米纖維直徑隨著溶劑極性的增加而減小。溶劑氫鍵作用力弱，DBS自組裝納米纖維較少;溶劑氫鍵作用力強(qiáng)，DBS自組裝納

3、米纖維大量均勻填充在PAN基質(zhì)中，且隨著溶劑氫鍵作用力的增加，DBS納米自組裝直徑增加。隨著DBS濃度的增大，DBS自主裝由纖維到薄膜的轉(zhuǎn)變，且溶劑相同時(shí)，小范圍的濃度變化DBS納米纖維幾乎沒有變化，只是改變了DBS納米纖維的填充密度。
　　針對(duì)納米纖維難以實(shí)現(xiàn)纖維結(jié)構(gòu)的精細(xì)調(diào)控，通過DBS在溶液噴射紡PAN納米纖維膜內(nèi)的原位生長制備了PAN/DBS多級(jí)納米纖維膜，形態(tài)結(jié)構(gòu)表征表明表明DBS成功引入PAN納米纖維中，生成了自組裝納

4、米纖維-紡絲納米纖維的多級(jí)納米結(jié)構(gòu)，DBS纖維的引入有效提高了納米纖維膜的機(jī)械性能、純水通量，且其過濾效率大大提高，大于1.3微米的顆粒的截留率可達(dá)100％;對(duì)PAN/DBS納米纖維膜運(yùn)行性能評(píng)價(jià)結(jié)果表明該膜具有良好的抗污染效果，且在含有乙酸丁脂等有機(jī)物的水溶液中表現(xiàn)良好的穩(wěn)定性。
　　針對(duì)Nafion膜溶脹及阻醇能力差的問題，通過在PVDF膜中DBS的原位自組裝再復(fù)合Nafion基質(zhì)的方法制備了復(fù)合質(zhì)子交換膜，研究膜的結(jié)構(gòu)與性能