基于聚多巴胺-聚乙烯亞胺共沉積技術的聚合物膜表界面工程.pdf

1、聚合物膜表界面工程是實現分離膜高性能化與多功能化的重要途徑。以多巴胺沉積為代表的貽貝仿生沉積技術是一種新興且極富潛力的表面工程手段。傳統(tǒng)的多巴胺沉積存在時間長、均勻性與穩(wěn)定性差、親水化效果不理想等問題，極大限制了該技術在膜表面工程上的應用。本文發(fā)展了一種多巴胺/聚乙烯亞胺共沉積改性技術，解決了多巴胺沉積中的諸多問題。在此基礎上，該技術被分別用于膜表面可控改性、分離層構建及有機-無機復合膜界面調控三個方面，所制備的分離膜被應用于油水分離、

2、CO2固定、膜蒸餾、納濾等領域。本文具體研究內容如下:
　　發(fā)展了多巴胺/聚乙烯亞胺共沉積改性技術，初步揭示了其沉積機理:多巴胺與聚乙烯亞胺通過邁克爾加成或席夫堿反應形成類似于表面活性劑的復合物，并向氣/液或液/固界面遷移、沉積;比較了共沉積法與傳統(tǒng)多巴胺沉積在聚丙烯微孔膜表面改性上的差異，表明該技術在沉積速率、均勻性、親水性、穩(wěn)定性、重復利用性上具有顯著優(yōu)勢;研究了聚乙烯亞胺分子量與溶液組成對沉積行為的影響，確定了最優(yōu)的聚乙烯亞

3、胺分子量(600 Da)及溶液中多巴胺/聚乙烯亞胺質量比（1∶1至2∶1）。
　　發(fā)展了單面共沉積技術用于制備具有非對稱浸潤性的Janus平板膜與中空纖維膜，研究了平板膜表面的液滴傳遞現象;設計了Janus平板膜鼓泡器并用于CO2的酶法固定，其親水側表現出水下超疏氣性，有利于降低氣泡脫離尺寸，疏水側有助于氣體進入膜孔，降低操作能耗;將Janus中空纖維膜用于直接接觸式膜蒸餾，其不對稱結構在降低傳質阻力的同時保證了傳熱阻力，使膜蒸餾

4、性能顯著提升。
　　發(fā)現并研究了多巴胺/聚乙烯亞胺溶液的界面成膜行為，表征了薄膜兩側在物理化學性質上的不對稱性;發(fā)展了氣/液界面輔助薄層復合膜制備技術，制備了厚度約60 nm的荷正電納濾膜，研究了制備條件對復合膜結構與性能的影響。
　　完善了仿生礦化膜構建模型，以聚多巴胺/聚乙烯亞胺涂層為中間層，利用仿生礦化過程制備了SiO2與ZrO2水合物礦化膜，探索了制備條件對膜結構的影響，表征了膜的超親水/水下超疏油性，其被用于水包油