《基於兩性膠體納米粒子聚醯胺納濾膜的製備與性能研究》是依託浙江大學，由計艷麗擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於兩性膠體納米粒子聚醯胺納濾膜的製備與性能研究
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：計艷麗
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
提高膜通量和耐污染性是納濾分離領域的研究熱點和關鍵問題。本項目基於兩性膠體粒子獨特的納米結構，良好的親水性和耐污染性，從納米粒子的設計出發，以甜菜鹼兩性離子單體和丙烯酸-2-羥乙基酯為主要功能單體，N,N'-亞甲基雙丙烯醯胺為交聯劑，通過無皂乳液聚合法製備兩性膠體納米粒子(Zwitterionic colloid nanoparticle,ZCNP)，研究聚合條件和溶液分散條件對其化學組成、結構和性能的影響。以ZCNP為納米改性材料，由界面聚合法製備含兩性膠體納米粒子的聚醯胺納濾膜。通過調節ZCNP粒子組成、結構及界面聚合條件，調控膜結構，獲得高通量耐污染聚醯胺納濾膜。研究ZCNP粒子結構、膜結構及其性能間的內在聯繫，探索納濾膜高滲透選擇性機理和耐污染機制。本項目的研究不僅為製備高性能納濾膜提供一種新思路，而且有利於推動納濾技術在水處理和分離套用領域的發展，具有重要的科學和實際意義。
結題摘要
本項目基於兩性納米粒子良好的親水性、耐污染性和結構可控性，採用無皂乳液聚合和離子交聯法合成了新型兩性聚電解質納米粒子，進而由界面聚合法，製備基於兩性聚電解質納米粒子的聚醯胺納濾膜，通過調控納米粒子結構和制膜條件，獲得了兼具有高滲透選擇性和耐污染性的納濾膜。納米雜化膜的水通量為63.8 L.m-2.h-1，是原始聚醯胺膜水通量（35.2 L.m-2.h-1）的2倍，且對無機鹽具有良好的分離選擇性。在此基礎上，採用溶液塗敷－化學交聯法，製備了基於兩性聚電解質納米粒子的交聯膜，通過調節聚合物化學組成和料液pH值，獲得了分離性能可控的適用於有機物和無機鹽分離的納濾膜。採用正電子湮滅技術對膜的微觀結構進行分析，建立了兩性納米粒子結構～膜結構～納濾性能的內在關係，闡明了兩性納米粒子自身親水性及其在膜內形成的“納米水通道”結構是膜具有高滲透選擇性的根本原因。另外，通過原位離子交聯法製備了碳納米管雜化聚電解質納濾膜。本項目的研究為製備高性能納濾膜提供新思路和研究基礎，具有重要的科學和實際意義。
