基于不同膜材的重離子核孔膜的制備研究.pdf

1、重離子核孔膜是利用重離子輻照聚合物薄膜，在薄膜上形成直徑為10nm左右的徑跡損傷，針對(duì)不同的膜材對(duì)化學(xué)試劑的敏感程度，選擇不同的化學(xué)蝕刻液對(duì)輻照過的膜材蝕刻成孔。蝕刻后的膜材經(jīng)清洗烘干，采用液氮冷凍法制備橫截面，在電鏡下觀察其形貌特征，呈現(xiàn)出雙圓錐形和圓柱形的孔型。
　　本文以聚丙烯(PP)和聚對(duì)苯二甲酸乙二醇脂(PET)兩種膜材為實(shí)驗(yàn)基材，研究不同的蝕刻前預(yù)處理方法和蝕刻參數(shù)對(duì)核徑跡的成孔速率和形貌特征的影響。
　　重離子

2、薄膜的輻照是根據(jù)膜材種類和厚度，通過 LISE++軟件計(jì)算膜材輻照過程中的能量損失率，確定重離子輻照能穿透的膜材厚度，并結(jié)合現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件，分別選擇32S離子（能量分別為140MeV和170MeV）和79Br離子（能量為225MeV）在中國(guó)原子能科學(xué)研究院HI-13串列靜電加速器上進(jìn)行輻照。
　　聚丙烯(PP)膜材在室溫下能耐多種酸、堿和鹽類溶液的腐蝕，選用具有強(qiáng)氧化性的重鉻酸鉀和硫酸混合溶液作為蝕刻液對(duì)輻照后的膜材采用電導(dǎo)法進(jìn)行蝕

3、刻。為了研究蝕刻前的紫外線敏化處理和蝕刻參數(shù)的改變對(duì)PP膜材蝕刻速率的影響，通過改變蝕刻液的溫度、濃度和紫外光敏化的時(shí)間來研究這三者任一變化對(duì)蝕刻速率的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明溫度越高徑跡蝕刻速率越快,蝕刻液濃度越大徑跡蝕刻速率越快，但由于重鉻酸鉀的溶解度很小，所以不能僅靠增大蝕刻液濃度來提高蝕刻速率，混合溶液需要有合理的比例。紫外燈敏化對(duì)提高徑跡蝕刻速率也有一定的影響，重離子原子序數(shù)越大，影響越明顯。
　　目前國(guó)內(nèi)外對(duì)聚對(duì)苯二甲酸乙二

4、醇酯(PET)膜材的各方面研究比較多，蝕刻微米級(jí)孔徑的技術(shù)十分的成熟，并且已經(jīng)形成了產(chǎn)業(yè)化。本文從改善蝕刻速率方面入手，添加不同體積分?jǐn)?shù)的乙醇到蝕刻液中，徑跡蝕刻速率和基體蝕刻速率均加快，縮短了成孔的時(shí)間。高錳酸鉀溶液預(yù)處理對(duì)核徑跡蝕刻速率也有影響，在蝕刻前用不同濃度和溫度的高錳酸鉀溶液預(yù)處理膜材1-6h，徑跡蝕刻速率在2h達(dá)到峰值，之后隨預(yù)處理的時(shí)間增長(zhǎng)，徑跡蝕刻速率下降，基體蝕刻速率隨預(yù)處理時(shí)間的增長(zhǎng)而減小，并且錐角也減小。此外，在