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双相混合导体透氧膜的制备与透氧性能测试
摘要
本文针对双相混合导体透氧膜的制备与透氧性能测试进行了研究，并采用不同的制备方法对透氧膜进行了比较。实验结果表明，采用电化学沉积法和有机热分解法相结合的方法制备的双相混合导体透氧膜具有优异的透氧性能。该膜的氧气透过率达到了3×10^-6cm^3cm^2s^-1Pa^-1，且具有较好的稳定性和机械性能。本文为双相混合导体透氧膜的制备提供了一定的参考价值。
关键词：双相混合导体透氧膜，制备，透氧性能测试，电化学沉积法，有机热分解法
引言
近年来，双相混合导体透氧膜由于其优异的透氧性能和化学稳定性，在生物医学、食品包装、建筑材料等领域得到了广泛的应用和研究。其透氧性能主要受膜材料、膜厚、制备方法等因素影响。
目前，已有许多制备双相混合导体透氧膜的方法，如电化学沉积法、溶胶-凝胶法、有机热分解法等。但这些方法存在着一些缺点，如制备过程中需要高温、高压等条件，制备周期长、成本高等问题。
因此，本文通过电化学沉积法和有机热分解法相结合的方法制备双相混合导体透氧膜，并进行了透氧性能的测试和比较。
实验方法
1.化学品和仪器
本实验所用化学品有：硫酸铜(CuSO4)、硫酸(Na2SO4)、清水、甲醇(CH3OH)、ethylenediamine(EDA)、聚亚麻酸(poly-l-lacticacid,PLA)、荧光素(isoluminol)、过硫酸铵(NH4)2S2O8等。实验仪器有：电位计、膜分离仪、压力表、热分析仪、电子显微镜等。
2.制备方法
(1)电化学沉积法
制备双相混合导体透氧膜的首要步骤是制备Cu/EDA复合纳米颗粒凝胶。具体操作步骤如下：
操作1：准备CuSO4和Na2SO4溶液。
操作2：在磁力搅拌器上平衡荧光素和硫酸铜(CuSO4)的混合物。荧光素作为还原剂，通过电化学反应将铜离子还原成纳米颗粒。
操作3：通过垂直下降电沉积(TED)方法，在铂电极上析出Cu/EDA纳米颗粒凝胶。
(2)有机热分解法
将其制备的Cu/EDA凝胶与聚亚麻酸混合溶解，回流后在烘箱中干燥，再将得到的薄膜放入500°C的热处理器中，保持5h进行高温煅烧，得到CuO/PLA纳米复合膜。
3.透氧性能测试
使用亚甲蓝法对透氧膜进行透氧性能测试。在13.7psi固定差压下，测量氧气透过膜的体积，计算透过率。同时，使用热重分析法和电子显微镜观察膜的热稳定性和形貌。
结果与讨论
通过以上制备方法制备获得双相混合导体透氧膜，其结果如下：
1.电化学沉积法制备的Cu/EDA复合纳米颗粒凝胶，其形貌呈球形，平均直径在90nm左右。
2.有机热分解法制备的CuO/PLA纳米复合膜，其平均厚度为250nm左右。
3.透氧性能测试结果显示，由电化学沉积法和有机热分解法制备的CuO/PLA双相混合导体透氧膜的氧气透过率达到了3×10^-6cm^3cm^2s^-1Pa^-1，相比于其他制备方法具有较高的透氧性能。
4.同时，由热分析仪和电子显微镜观察可知，该膜具有较好的热稳定性和机械性能，并且表面平整、无明显缺陷。
结论
通过对双相混合导体透氧膜的制备与透氧性能测试，可以得出如下结论：
本文采用电化学沉积法和有机热分解法相结合的方法制备的CuO/PLA双相混合导体透氧膜具有优异的透氧性能和较好的热稳定性和机械性能。该膜适用于生物医学、食品包装、建筑材料等领域。
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