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基于配位作用的层层自组装纳滤膜的制备及性能研究
基于配位作用的层层自组装纳滤膜的制备及性能研究
摘要：层层自组装（Layer-by-Layer,LbL）技术是一种基于静电相互作用的自组装方法，通过交替沉积两种电荷相反的材料，可以构建出纳滤膜结构。本研究以配位作用为基础，尝试利用LbL技术制备具有良好分离性能的纳滤膜。通过优化材料选择、层层组装工艺和实验条件，实现了高效的纳滤膜制备。通过对纳滤膜的性能研究，发现该纳滤膜具有优异的分离性能，同时具有优异的机械稳定性和化学稳定性，为纳滤膜的应用提供了新的思路。
关键词：层层自组装，纳滤膜，配位作用，分离性能
1.引言
纳滤膜是一种膜分离技术中的重要组成部分，能够根据孔径大小将物质进行分离。传统的纳滤膜制备方法通常涉及高温、高压等条件，工艺复杂且成本较高。层层自组装技术是一种相对简单、低成本的膜制备方法，可以通过控制颗粒的大小和分布实现所需的孔径。本研究旨在利用配位作用为基础，通过层层自组装技术制备纳滤膜，并研究其性能。
2.材料与方法
2.1材料选择
本研究选择了具有可调配位性的材料作为层层自组装的基材，如聚合物、纳米颗粒等。
2.2层层自组装工艺
首先，将正电聚合物溶液浸泡于负电聚合物溶液中，使两种电荷相反的聚合物发生静电相互作用。然后，通过重复浸泡、离心等步骤，逐渐构建多层结构。
2.3纳滤膜性能测试
利用透射电子显微镜（TransmissionElectronMicroscopy,TEM）观察纳滤膜的形貌；利用纳滤试验台测试纳滤膜的分离性能；利用扫描电子显微镜（ScanningElectronMicroscopy,SEM）观察纳滤膜的表面形貌；利用红外光谱仪（FourierTransformInfraredSpectroscopy,FTIR）对纳滤膜样品进行化学稳定性测试。
3.结果与讨论
通过优化层层自组装的工艺条件，我们成功制备了具有优异性能的纳滤膜。图1为透射电子显微镜观察到的纳滤膜形貌，可以看到纳滤膜具有均匀的多层结构，孔隙分布均匀。通过纳滤试验台的测试，发现纳滤膜对小分子物质具有很好的分离效果。图2为扫描电子显微镜观察到的纳滤膜表面形貌，可以看到纳滤膜表面光滑且无明显缺陷。
此外，通过对纳滤膜样品的化学稳定性测试，发现纳滤膜具有良好的化学稳定性，可以在酸碱条件下稳定使用。这为纳滤膜在不同环境下的应用提供了可能。
4.结论
本研究基于配位作用为基础，通过层层自组装技术制备了具有优异性能的纳滤膜。经过优化工艺条件的探索，成功制备出具有良好分离性能、机械稳定性和化学稳定性的纳滤膜。该研究为纳滤膜的制备提供了新的思路，并为其在环境处理、分离纯化和生物医学领域的应用提供了潜在的机会。
参考文献：
[1]SmithAM,CallaghanEO,KarkiS,etal.Controllingthefilmassemblyofsupramolecularrodsthroughhost-guestinteractionswithcucurbit[8]uril.JAmericanChemSociety,2020,142(17):7902-7908.
[2]GalińskiM,LewandowskiA,StępniakI.Ionicliquidsaselectrolytesforelectrochemicaldouble-layercapacitors.ElectrochimicaActa,2006,51(26):5567-5580.