聚電解質PDDA-PSS自組裝機理及滲透氣化性能研究.pdf

1、聚電解質層層自組裝技術(Layer-by-layer)由于操作簡便、可用于制備超薄膜的物質的種類和數(shù)量很多、膜厚度和結構納米范圍內(nèi)調控，其在藥物緩釋放，生物傳感器，光電材料和分離膜等領城具有廣泛的應用。本文以聚二烯丙基二甲基氯化銨(PDDA)和聚苯乙烯磺酸鈉(PSS)為材料，從聚電解質稀溶液性質研究出發(fā)系統(tǒng)考察聚電解質自組裝過程中影響吸附量和膜結構的主要因素。在國內(nèi)，將聚電解質自組裝膜作為滲透汽化膜分離的研究更未見報道，具有重要的研究意

2、義。 本文首先采用紫外光譜法(UV-VIS)研究了PDDA/PSS靜電自裝過程中的非靜電力問題，在處理過帶負電的石英片上能吸附帶同種電荷的PSS，組裝量隨石英片表面粗糙度增加、PSS濃度升高以及溫度的下降而增加。表明聚電解質靜電自組裝過程中在適當條件下明顯存在非靜電力驅動下的自組裝行為。 其次，采用紫外光譜法、接觸角儀、粘度法研究了PDDA/PSS自組裝的機理和影響吸附量和膜結構的主要因素。紫外結果發(fā)現(xiàn)隨著聚電解質的濃度

3、、溶液的鹽濃度、溶液的酸堿度(pH)、混合溶劑(乙醇/水)中有機溶劑的含量和組裝溫度的變化，PDDA/PSS自組裝膜的吸附量呈現(xiàn)出不變、增加和減小的現(xiàn)象。PDDA，PSS聚電解質溶液在相對應的組裝條件下的特性粘數(shù)與自組裝膜的紫外吸光度(吸附量)呈反比關系。聚電解質在溶液中線團較收縮，靜電自組裝膜的吸附量越大。用接觸角法研究了PDDA/PSS膜的表面潤濕性，多層膜表面接觸角隨著層數(shù)開始呈不規(guī)則變化后呈現(xiàn)鋸齒狀變化規(guī)律，表明了PDDA/PS

4、S自組裝膜的結構分為2個區(qū)：Ⅰ區(qū)有缺陷的“前驅層”和Ⅱ區(qū)規(guī)則的交替沉積的“本體層”。 最后，在聚酰胺(PA)反滲透底膜上成功的制備出PDDA和PSS聚電解質自組裝膜，作為滲透汽化膜分離異丙醇(95％)/水(5％)混合體系。在含鹽組裝溶液中，其滲透汽化性能隨組裝層數(shù)(N)的增加，分離因子(α)增大和滲透通量(J)下降，一般N小于10的膜就可獲得較好的滲透汽分離化性能。當層數(shù)為6.5個雙層，鹽濃度為0.75mol/L和料液溫度為55