聚乙烯亚胺聚多巴胺复合纳滤膜的制备及其传质机理模型研究的开题报告.docx

聚乙烯亚胺聚多巴胺复合纳滤膜的制备及其传质机理模型研究的开题报告
一、选题背景
随着工业化进程的不断推进，水的污染日益严重，水资源的短缺加剧，因此水的处理与利用成为亟待解决的问题。传统的深度处理方法主要包括沉淀、过滤、曝气、生物处理等。然而这些方法所产生的副产品、占地面积、消耗的能量、投资成本都很高，因此亟需寻找一种高效、低成本的水处理方法。
纳滤技术因其特有的物理分离作用，已经被广泛应用于水的处理中。以聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯等为基础材料的传统纳滤膜，无法同时满足传质效率和力学强度要求，还面临着很多制备难题。如聚酰胺膜的致密性不好，而聚碳酸酯膜的力学强度不足。为了改善这些问题，众多学者通过结构优化、功能化修饰等方式进行探索与研究。
二、选题意义
本文选取了聚乙烯亚胺聚多巴胺复合纳滤膜的制备及其传质机理模型研究作为研究题目。聚乙烯亚胺作为目前最具应用前景的分离材料之一，其化学稳定性高、生物兼容性强、氧气通透率低等特点使其广泛应用于反渗透、气体分离、纳滤等领域。
而多巴胺则作为一种生物活性物质，其呈现出的多样化的黏性特点，使得多巴胺被认为是一种优秀的适应性材料。除了作为表面修饰剂之外，多巴胺在一些领域的应用也被广泛研究，如生物医学、水处理、导电材料等。
因此，将聚乙烯亚胺与多巴胺复合起来制备复合膜，既单独发挥两种材料的优势，又互补两种材料的不足之处，能够更好地提高复合膜的力学强度和分离性能，具有重要的理论与实际价值。
三、研究内容
本文研究的内容主要包括以下几个方面：
（1）聚乙烯亚胺聚多巴胺复合纳滤膜的制备。本文使用原子层沉积技术制备纳滤膜，并将多巴胺修饰在膜表面，得到一种具有优异性能的复合膜。
（2）复合膜的物理化学性质的表征。使用扫描电镜、透射电镜、荧光显微镜、垂直润湿性测试等手段，对复合膜的形貌、孔径、厚度、黏性特征等进行表征和分析。
（3）传质机理模型的建立。基于Fick扩散和纳滤分离原理，进行理论计算和模拟，探究复合膜的传质机理，为实际应用提供指导。
四、研究方法
（1）原子层沉积技术。利用自下而上的生长方法，将原子沉积在膜表面，获得均匀稳定的纳滤膜。
（2）多巴胺修饰。利用多巴胺的黏附性和亲水性，将其成功修饰在膜表面，提高膜的亲水性和分离性能。
（3）材料的表征。采用扫描电镜、透射电镜、荧光显微镜、垂直润湿性测试等手段对复合膜进行表征和分析。
（4）传质机理模型建立。基于Fick扩散和纳滤分离原理，进行理论计算和模拟，探究复合膜的传质机理。
五、研究结论
（1）利用原子层沉积技术制备的聚乙烯亚胺聚多巴胺复合纳滤膜表现出了优异的力学性能和分离性能。
（2）多巴胺的修饰使得复合膜的分离性能得到了显著提升，使其对水的处理能力更强。
（3）通过建立传质机理模型，研究了复合膜的传质机理，为实际应用提供了指导。
综上所述，本文研究的聚乙烯亚胺聚多巴胺复合纳滤膜的制备及其传质机理模型研究，具有重要的理论和应用价值，对于解决水处理中的难题和保护环境具有重要的意义。