華東理工大學(xué)學(xué)報(bào)論文模板

1、說(shuō)明：此“論文模板”是由多篇文章拼接而成，內(nèi)容多有不連貫處，僅供修改體例格式時(shí)參考。具體格式要求以“論文格式”為準(zhǔn)。紅色為說(shuō)明性文字。蝸殼式旋風(fēng)分離器內(nèi)的湍流特性論文題目要精煉、醒目，去掉“研究”字樣，一般不超過20個(gè)字。陳新愛1，徐志南2，范 梅1，岑沛霖2（1浙江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，浙江 杭州 310029；2 浙江大學(xué)生物工程研究所，浙江 杭州 310027）作者姓名之間用逗號(hào)隔開；單位排在姓名之下，單位名稱用全稱，后加逗號(hào)排所在省、市及郵編。摘要：利用等離子體誘導(dǎo)填孔接枝聚合法將聚(N-異丙基丙烯酰胺)（PNIPAM）接枝聚合在聚偏氟乙烯（PVDF）微孔膜上制備了一系列具有較寬接枝率范圍

2、的溫度感應(yīng)式開關(guān)膜，系統(tǒng)地研究了接枝率對(duì)膜的溫度感應(yīng)開關(guān)特性的影響。結(jié)果表明，開關(guān)膜的接枝率對(duì)膜的過濾通量、溫度感應(yīng)開關(guān)系數(shù)和膜孔徑感溫變化倍數(shù)都有十分重要的影響。接枝率在小于等于2.81%時(shí)，溫度感應(yīng)開關(guān)系數(shù)和膜孔徑感溫變化倍數(shù)均隨接枝率增加而增加；而對(duì)于接枝率大于等于6.38%的膜，膜開關(guān)系數(shù)和膜孔徑感溫變化倍數(shù)總是趨近于1，膜不具備溫度感應(yīng)開關(guān)特性。為了獲得預(yù)期的開關(guān)性能，必須將膜的接枝率控制在適當(dāng)?shù)姆秶?。摘要（不用“提要”）中一般不出現(xiàn)公式，去掉“本文”字樣，不出現(xiàn)參考文獻(xiàn)序號(hào)。中文摘要一般不超過300字。關(guān)鍵詞：溫度感應(yīng)；開關(guān)膜；接枝率；開關(guān)特性；滲透性能關(guān)鍵詞盡量選用CA關(guān)鍵詞表中

3、提供的規(guī)范詞，一般列36個(gè)關(guān)鍵詞，詞間加分號(hào)。中圖分類號(hào)：TQ 028.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0438-1157（2006）00-0000-00可列出一個(gè)或一個(gè)以上中圖分類號(hào)，按中國(guó)圖書館分類法確定。Turbulence properties in cyclone separator with volute inlet英文題目與中文題目對(duì)應(yīng)，略去題目中的冠詞，去掉“Study on”等字樣。CHEN Xinai1，XU Zhinan2，F(xiàn)AN Mei1，CEN Peilin2(1College of Life Science，Zhejiang University，Hangzhou 3

4、10029，Zhejiang，China； 2Institute of Bioengineering，Zhejiang University，Hangzhou 310027，Zhejiang，China)英文作者姓名之間用逗號(hào)隔開。姓大寫，名首字母大寫，不用“-”。單位名稱用全稱，不用縮寫，如Lab.。Abstract：A series of thermo-responsive gating membranes, with a wide range of grafting yields, were prepared by grafting poly(N-isopropylacrylamide)

5、 (PNIPAM) onto porous polyvinylidene fluoride (PVDF) membrane substrates with a plasma-induced pore-filling polymerization method. The effect of grafting yield on gating characteristics of thermo-responsive gating membranes was investigated systematically. The results showed that the grafting yield

6、heavily affected water flux, responsiveness coefficient and thermo-responsive gating factor of membrane pore size. When the grafting yield was smaller than 2.81%, both responsiveness coefficient and thermo-responsive gating factor of pore size increased with increasing grafting yield; however, when

7、the grafting yield was higher than 6.38%, both responsiveness coefficient and thermo-responsive gating factor of membrane pore size were always equal to 1, i.e., no gating characteristics existed. In order to obtain a satisfactory gating property of the membrane, the grafting yield must be kept in a

8、 proper range. 英文摘要以占0.5個(gè)版面為宜，應(yīng)包括論文研究目的、方法、結(jié)果和結(jié)論的主要內(nèi)容，可比中文摘要詳細(xì)。摘要中首次出現(xiàn)縮寫時(shí)應(yīng)注出全稱。Key words：thermo-responsive；gating membrane；grafting yield；gating characteristics；permeability英文關(guān)鍵詞與中文關(guān)鍵詞對(duì)應(yīng)，首字母小寫，詞間用分號(hào)隔開。 2003-01-10收到初稿，2003-00-00收到修改稿.聯(lián)系人：褚良銀. 第一作者：李艷（1974），女，博士研究生，講師.基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金（20206019）.Received

9、date: 2003-01-10.Corresponding author: Prof. CHU Liangyin. E-mail: chulyFoundation item: supported by the National Natural Science Foundation of China (20206019).第一作者簡(jiǎn)介應(yīng)包括姓名、出生年、性別、學(xué)位、職稱。國(guó)家自然科學(xué)基金等國(guó)家級(jí)資助項(xiàng)目應(yīng)注明編號(hào)。引 言一律用“引言”，不用“前言”、“序言”等，引言不編號(hào)。環(huán)境感應(yīng)式開關(guān)膜一般是在多孔膜基材上接枝智能化“聚合物刷”作為環(huán)境感應(yīng)開關(guān)，該“聚合物刷”開關(guān)能感應(yīng)環(huán)境因素的變化而改變它

10、的構(gòu)象，從而引起膜的滲透性能發(fā)生變化。環(huán)境感應(yīng)式開關(guān)膜的用途相當(dāng)廣泛，能用于藥物控制釋放1-2、化學(xué)分離3、化學(xué)傳感器以及組織工程4等。目前，具有智能開關(guān)的環(huán)境感應(yīng)式開關(guān)膜是膜學(xué)與醫(yī)用高分子材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)5。迄今，人們已經(jīng)用輻照誘導(dǎo)接枝、化學(xué)接枝以及等離子體誘導(dǎo)接枝等不同的方法在多孔膜上接枝不同類型的智能開關(guān)，據(jù)報(bào)道這些智能開關(guān)能對(duì)溫度、pH值、光、電場(chǎng)、磁場(chǎng)、化學(xué)物質(zhì)以及生物物質(zhì)等不同環(huán)境信息的變化產(chǎn)生感應(yīng)1-4, 6-12。然而，在這類開關(guān)膜的接枝率對(duì)其膜孔開關(guān)特性的影響方面，研究報(bào)道尚很少見。本文采用等離子體誘導(dǎo)填孔接枝聚合法在聚偏氟乙烯（PVDF）多孔膜上接枝聚(N-異丙基丙烯酰胺

11、)（PNIPAM）溫度感應(yīng)型開關(guān)，制備了一系列具有較寬接枝率范圍的感溫型開關(guān)膜，較系統(tǒng)地研究了開關(guān)膜的接枝率對(duì)其溫度感應(yīng)開關(guān)特性的影響，以期為該類溫度感應(yīng)型開關(guān)膜在進(jìn)一步應(yīng)用開發(fā)中的設(shè)計(jì)和制備提供指導(dǎo)。引言應(yīng)引述在這一領(lǐng)域的最新進(jìn)展與問題，從而引出本工作的價(jià)值。1 實(shí)驗(yàn)材料和方法文中的層次編號(hào)用阿拉伯?dāng)?shù)字，并以“1”、“1.1”、“1.1.1”形式編排。文中盡量不用“我們”字樣。1.1 材料聚偏氟乙烯（PVDF）微孔膜，浙江（火炬）西斗門膜工業(yè)有限公司提供，平均孔徑為0.22 m（量、單位和符號(hào)嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，不可使用非法定計(jì)量單位。引用文獻(xiàn)數(shù)據(jù)出現(xiàn)非法定計(jì)量單位時(shí)，應(yīng)加換算成法定計(jì)量單位的

12、關(guān)系式。組合單位用指數(shù)形式，如J·kg-1，不用J/kg形式。數(shù)字與單位之間加空格）。N-異丙基丙烯酰胺（NIPAM），由日本Kohjin公司贈(zèng)送，用正己烷-丙酮（體積比50/50）混合溶劑重結(jié)晶3次。氬氣，純度為99.5。實(shí)驗(yàn)用水為雙重去離子水，電阻為16 M。1.2 等離子體誘導(dǎo)填孔接枝聚合裝置等離子體誘導(dǎo)接枝聚合裝置如圖1（在正文中必須有與圖、表呼應(yīng)的文字，且敘述應(yīng)與圖、表結(jié)果相符。圖、表依出現(xiàn)的順序編號(hào)）所示，它由真空系統(tǒng)、氬氣供給系統(tǒng)、SY型射頻功率源及SP-II型射頻匹配器系統(tǒng)以及反應(yīng)容器系統(tǒng)等部分組成，其中SY型射頻功率源和SP-II型射頻匹配器由中國(guó)科學(xué)院微電子中心提

13、供，功率源的頻率為13.56 MHz，最大輸出功率為300 W。圖1 等離子體誘導(dǎo)接枝聚合裝置Fig.1 Plasma-induced pore-filling graft polymerization apparatus圖的下方須注出圖序和圖題。圖題采用中英文對(duì)照，分圖題、圖注、圖內(nèi)文字均用英文，圖注、圖內(nèi)文字首字母小寫。圖寬一般不大于75mm。流程圖、設(shè)備圖要合理、簡(jiǎn)潔，不列與正文無(wú)關(guān)的內(nèi)容。注意流程圖箭頭走向。計(jì)算機(jī)框圖要按規(guī)定畫，如起始用ÌÉ、判斷用等。1.3 分析測(cè)試儀器傅里葉變換紅外光譜儀（FT-IR），Spectrum one 型，美國(guó)P-E Com.；掃描電

14、鏡（SEM），JSM-5900LV型，日本電子公司；電子微量天平（精度為0.01 mg），Sartorius BP211D 型，瑞士；真空微濾器（60 mm），浙江（火炬）西斗門膜工業(yè)有限公司；低溫恒溫槽（DC-0506型），上海衡平儀器儀表廠。1.4 PNIPAM接枝開關(guān)膜的制備(1) 基材膜的洗凈：PVDF多孔基材膜用乙醇洗凈，干燥至恒量。(2) 單體溶液的凍結(jié)脫氣：用氮?dú)庵脫Q30 min后的去離子水配成一定濃度的NIPAM單體溶液。用液氮凍結(jié)，然后抽真空到1 Pa以下，再解凍；反復(fù)34次，直至真空計(jì)讀數(shù)反彈不超過13 Pa。(3) 單體瓶?jī)?nèi)氬氣置換：?jiǎn)误w溶液抽真空，然后充入氬氣，再抽真空

15、，反復(fù)34次使單體瓶中形成氬氣氛圍，最后單體瓶?jī)?nèi)壓力保持為10 Pa。(4) 等離子體引發(fā)：對(duì)基材瓶?jī)?nèi)進(jìn)行氬氣置換，反復(fù)34次，壓力亦控制為10 Pa。啟動(dòng)射頻功率源，對(duì)基材膜進(jìn)行等離子體引發(fā)處理。(5) 接枝聚合：向基材瓶中導(dǎo)入NIPAM單體溶液，在30 恒溫水浴中進(jìn)行接枝聚合反應(yīng)。反應(yīng)進(jìn)行到設(shè)定時(shí)間后，導(dǎo)入氧氣使反應(yīng)停止。(6) 接枝膜的清洗：將接枝膜浸入雙重去離子水，在30 恒溫水浴中進(jìn)行振蕩清洗24 h，每隔8 h更換一次去離子水。清洗后，膜在50 下真空干燥至恒量。PNIPAM在PVDF基材膜上的接枝情況用FT-IR和SEM進(jìn)行表征。接枝量的大小用接枝率來(lái)表示，即PVDF多孔基材膜接

16、枝PNIPAM開關(guān)前后的質(zhì)量變化率，用下式計(jì)算 (1)公式依出現(xiàn)的順序編號(hào)。物理量注意用斜體。1.5 PNIPAM接枝開關(guān)膜的溫度感應(yīng)性能實(shí)驗(yàn)PNIPAM接枝開關(guān)膜的溫度感應(yīng)開關(guān)特性用其在不同溫度條件下真空過濾時(shí)水通量（J）（物理量符號(hào)在文中首次出現(xiàn)時(shí)，前面應(yīng)有其中文名詞，后文重復(fù)出現(xiàn)時(shí)可直接用符號(hào)表示）的變化來(lái)進(jìn)行表征。在不同溫度條件下，真空過濾壓差恒定為-90 kPa。由于PNIPAM的低臨界溶解溫度(LCST)一般在32 左右，所以將膜的環(huán)境溫度變化范圍設(shè)定為2540 。2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論2.1 溫敏型PNIPAM接枝開關(guān)膜的制備與表征2.1.1 等離子體誘導(dǎo)填孔接枝聚合原理 等離子體（

17、無(wú)論是惰性氣體還是活性氣體）只要與高分子材料短時(shí)間（數(shù)十秒到幾分鐘）接觸就能有效地使高分子材料表面層中產(chǎn)生大量自由基。本實(shí)驗(yàn)所采用的是Ar氣輝光放電等離子體，基材膜為PVDF微孔膜。產(chǎn)生自由基的反應(yīng)可表示為ArhneAr+ArAr* (等離子體化)式中 hn為等離子體輻射的紫外光，Ar*為激發(fā)態(tài)氬分子。等離子體的這些活性物種與PVDF膜孔表面（包括膜孔內(nèi)表面）將會(huì)發(fā)生如下一些生成自由基的反應(yīng)RFRF （受紫外光的作用）RFAr*RF*Ar 或 RFAr （與激發(fā)態(tài)的原子或分子反應(yīng)）新產(chǎn)生的自由基可以繼續(xù)參與各種反應(yīng)，若導(dǎo)入各種官能團(tuán)則可接枝生成表面功能層。在膜孔內(nèi)表面上接枝的PNIPAM鏈將會(huì)

18、起到溫度感應(yīng)開關(guān)的作用。2.1.2 PNIPAM接枝膜的FT-IR表征 圖2所示為聚偏氟乙烯膜接枝PNIPAM前后的紅外光譜圖，其中譜線a所示的是接枝前的基材膜，譜線b所示的是接枝PNIPAM后的膜。從圖2中可見，同基材膜的IR譜線相比，接枝后的膜的IR譜線在1658.91 cm-1處新增有明顯的酰胺特征峰（羰基吸收），在1548.60 cm-1處新增有酰胺特征峰（酰胺基中NH及CN吸收）。這充分證明PNIPAM已成功地接枝到PVDF膜上。圖2 聚偏氟乙烯膜接枝PNIPAM前后的紅外光譜Fig.2 IR spectra of PVDF membranesaungrafted；bPNIPAM-g

19、rafted坐標(biāo)圖一律采用封閉圖，端線盡量取在刻度線上。橫、豎坐標(biāo)必須垂直，坐標(biāo)刻度線的疏密程度要相近，刻度線朝向圖內(nèi)，去掉無(wú)數(shù)字對(duì)應(yīng)的刻度線，不用背景網(wǎng)格線。標(biāo)度數(shù)字盡量圓整，過大或過小時(shí)可用指數(shù)表示，如102、10-2。圖注的各項(xiàng)間用分號(hào)，最后無(wú)標(biāo)點(diǎn)。2.1.3 具有不同接枝率的開關(guān)膜的微觀形貌分析 通過改變射頻電源放電功率、NIPAM單體濃度和接枝時(shí)間可以制備出具有不同接枝率的PNIPAM開關(guān)膜。表1所示為不同制備工況條件下制備出的一些PNIPAM開關(guān)膜代碼及其相應(yīng)的PNIPAM接枝率。從表1可以看出，當(dāng)其他條件相同時(shí)，PNIPAM接枝率隨著放電功率增加而增大。這是由于，放電功率越高，多

20、孔基材膜孔表面因等離子體誘導(dǎo)而產(chǎn)生的自由基數(shù)量就會(huì)越多，于是在同樣反應(yīng)時(shí)間內(nèi)接枝聚合到膜上的PNIPAM量就會(huì)越大。當(dāng)放電功率相同時(shí)，單體溶液中NIPAM濃度增大或者是接枝反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)均會(huì)使多孔膜上的PNIPAM接枝量增加。因?yàn)殡S著NIPAM單體濃度的增大以及反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)都將有更多的NIPAM單體分子擴(kuò)散到膜孔表面參與接枝反應(yīng)，從而使膜上的PNIPAM接枝量上升。表1 PNIPAM開關(guān)膜代碼及其相應(yīng)的PNIPAM接枝率Table 1 Code and relative grafting yield of some PNIPAM-g-PVDF gating membranesMembrane

21、codeExperimental parameterGrafting yield /%Argon plasma power/WNIPAM concentration in monomer solution/%(mass)Grafting time/minP24103600.19P53011200.79P93012400.80P12203602.81P4303606.38P330312014.03P230318014.95 Plasma treatment time = 60 s.Note: Testing temperature is about 300 K.表的上方須注出表序和表題。表題采用

22、中英文對(duì)照，表注、表內(nèi)文字均用英文。表的結(jié)構(gòu)應(yīng)簡(jiǎn)潔，具有自明性，采用三線表。表頭物理量對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)應(yīng)縱向可讀。表注分兩種：一種是對(duì)全表的綜合性注釋，以不加括號(hào)的阿拉伯?dāng)?shù)字編號(hào)，數(shù)字前冠以“Note：”，注文回行時(shí)左邊頂格，每注末加句號(hào)；另一種表注與表內(nèi)某處文字或數(shù)字對(duì)應(yīng)，這時(shí)表內(nèi)文字或數(shù)字右上角加“、”字樣，表注也以“、”引出注釋文字。表內(nèi)物理量盡量用符號(hào)表示。物理量與單位間用斜線，兩者不能并列時(shí)，斜線與單位一起排于物理量下方。為了觀察具有不同接枝率的PNIPAM開關(guān)膜的微觀形態(tài)，將膜放入液氮中深冷，然后脆斷制樣，鍍金，用掃描電鏡觀測(cè)斷面。圖3所示為具有不同接枝率的PNIPAM開關(guān)膜的斷面SEM圖

23、。可以看出，3張SEM照片所示的膜結(jié)構(gòu)有明顯的區(qū)別。圖3(a)為未接枝的PVDF微孔基材膜，可以明顯看出膜表層以及較疏松的支撐層結(jié)構(gòu)；圖3(b)和圖3(c)均為PNIPAM接枝后的PVDF膜，可以看出，包括支撐層在內(nèi)的整個(gè)膜厚度范圍內(nèi)膜結(jié)構(gòu)都發(fā)生了變化，比基材膜顯得致密，這說(shuō)明沿整個(gè)膜厚度方向都較均勻地接枝上了PNIPAM。比較圖3(b)和圖3(c)還可以看出，隨著PNIPAM接枝率的增大，膜斷面變得更加致密，也就是說(shuō)膜孔隙會(huì)隨接枝率的增大而變小。(a) ungrafted PVDF membrane(b) PNIPAM-g-PVDF membrane with grafting yield

24、of 6.38%(c) PNIPAM-g-PVDF membrane with grafting yield of 14.03%圖3 PNIPAM開關(guān)膜的斷面SEM圖Fig.3 SEM micrographs of cross-sections of PVDF membranes分圖用（a）、（b）等區(qū)分，分圖題置于各分圖下方。照片圖必須清晰，層次分明，放大倍數(shù)（或比例尺）應(yīng)清晰易辨。2.2 具有不同接枝率的PNIPAM開關(guān)膜的水通量的溫度感應(yīng)特性在2540 范圍內(nèi)具有不同接枝率的開關(guān)膜在真空過濾時(shí)的水通量對(duì)溫度的感應(yīng)特性如圖4所示。從圖4中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，未接枝的基材膜的水通量隨溫度的升

25、高略有上升。這是由于水的黏度會(huì)隨溫度升高而逐漸降低，從而導(dǎo)致過濾阻力有所減小、水通量略微增大。而在接枝PNIPAM后，接枝率適中的膜（如P24、P9、P5和P12）的水通量在32 附近發(fā)生了較顯著的變化。這是由于PNIPAM的LCST約為32，當(dāng)環(huán)境溫度TLCST時(shí)，膜孔內(nèi)接枝的PNIPAM分子鏈處于伸展構(gòu)象，從而使得膜孔變小或關(guān)閉，于是水通量變??；當(dāng)TLCST時(shí)，膜孔內(nèi)接枝的PNIPAM分子鏈則處于收縮構(gòu)象，使得膜孔變大或開啟，于是水通量變大。也就是說(shuō)，膜孔內(nèi)接枝的PNIPAM分子鏈可以起到智能化溫度感應(yīng)開關(guān)的作用。由于PNIPAM接枝分子鏈長(zhǎng)度以及分子鏈隨溫度改變構(gòu)象的感應(yīng)時(shí)間均隨接枝率不

26、同而不同，所以具有不同接枝率的開關(guān)膜對(duì)溫度的感應(yīng)特性也不同。但是，如果接枝率太高（如P2、P3和P4），則不論是在25 還是在40 時(shí)水通量都趨近于0。說(shuō)明這時(shí)膜孔已被接枝的PNIPAM堵住，即使在PNIPAM分子鏈處于收縮構(gòu)象時(shí)膜孔也不能再開啟，在此狀態(tài)下已經(jīng)起不到開關(guān)膜的作用。圖4 具有不同接枝率的開關(guān)膜在真空過濾時(shí)的水通量對(duì)溫度的感應(yīng)特性Fig.4 Thermo-responsive characteristics of water flux of PNIPAM-g-PVDF membraneswith different grafting yields(P0: ungrafted PV

27、DF membrane; P24，P9，P5，P12，P2，P3 and P4 are those membranes listed in Table 1)圖內(nèi)的空間較大時(shí)可將圖注列在圖內(nèi)空白處。坐標(biāo)物理量盡量用符號(hào)表示，物理量與單位間用斜線。2.3 接枝率對(duì)PNIPAM接枝膜的溫度感應(yīng)開關(guān)特性的影響接枝率對(duì)PNIPAM接枝膜的溫度感應(yīng)開關(guān)特性的影響如圖5所示，其中圖5(b)中的R為膜的溫度感應(yīng)開關(guān)系數(shù)（或稱響應(yīng)系數(shù)），定義如下 (2)如果膜在兩個(gè)溫度下的水通量均為零，則定義膜的響應(yīng)系數(shù)R為1，即認(rèn)為膜沒有溫度響應(yīng)性。圖5表明，隨著PNIPAM接枝率的增加，25 和40 時(shí)膜的水通量都有所減小

28、；當(dāng)接枝率大于等于6.38%時(shí)，25 和40 時(shí)的水通量都減至零。接枝率小于等于2.81%時(shí)，溫度感應(yīng)開關(guān)系數(shù)隨接枝率增加而增加；而對(duì)于接枝率大于等于6.38%的膜，開關(guān)系數(shù)趨近于1，此時(shí)膜不具備溫度感應(yīng)開關(guān)特性?？梢钥闯?，只有當(dāng)接枝率小于6.38%時(shí)，膜孔內(nèi)接枝的PNIPAM分子鏈才能起到溫度感應(yīng)器和水通量調(diào)節(jié)閥的作用；而當(dāng)接枝率大于等于6.38%時(shí)，由于膜孔內(nèi)接枝的PNIPAM分子鏈太長(zhǎng)以及接枝的密度太大，使得PNIPAM鏈?zhǔn)チ藴囟雀袘?yīng)器和水通量調(diào)節(jié)閥的作用。對(duì)環(huán)境感應(yīng)型開關(guān)膜而言，一般都希望膜的環(huán)境感應(yīng)開關(guān)系數(shù)越大越好。所以在制備開關(guān)膜的時(shí)候一定要把接枝率控制在適當(dāng)?shù)姆秶?，才能獲得預(yù)期

29、的智能化開關(guān)性能。圖5 接枝率對(duì)PNIPAM接枝膜的溫度感應(yīng)開關(guān)特性的影響Fig.5 Effect of grafting yield on thermo-responsive gating characteristics of PNIPAM-g-PVDF membranes2.4 接枝率對(duì)PNIPAM接枝多孔膜的膜孔開關(guān)行為的影響多孔膜的過濾通量可用Hagen-Poiseuille方程來(lái)描述 (3)對(duì)于PNIPAM接枝的多孔膜，由于膜孔內(nèi)表面上接枝層的存在，膜孔直徑比未接枝時(shí)變小。由式（3）知，過濾速率與孔徑的4次方成正比。所以，膜孔內(nèi)表面接枝的PNIPAM層隨溫度變化而引起的PNIPAM分

30、子鏈伸展-收縮構(gòu)象變化將會(huì)極大地影響膜的過濾通量。由式（3）知，PNIPAM接枝膜在溫度T和25 時(shí)的有效膜孔徑dg, T和dg, 25的比值（定義為溫度感應(yīng)孔徑變化倍數(shù)）可表示為 (4)PNIPAM接枝多孔PVDF膜P12的溫度感應(yīng)孔徑變化倍數(shù)如圖6所示?？梢钥闯?，正如前面指出的那樣，由于接枝的PNIPAM分子鏈構(gòu)象的改變，使得開關(guān)膜的孔徑在PNIPAM的LCST（32 附近）發(fā)生顯著改變。開關(guān)膜的孔徑大小突變發(fā)生在3137 溫度范圍內(nèi)；而在溫度小于等于31 或大于等于37 的情況下，膜孔徑幾乎保持不變，這是因?yàn)镻NIPAM分子鏈構(gòu)象在這兩種溫度條件下均呈現(xiàn)穩(wěn)定狀態(tài)。圖6 PNIPAM接枝多

31、孔PVDF膜P12的溫度感應(yīng)孔徑變化倍數(shù)Fig.6 Thermo-responsive change of pore size of PNIPAM-g-PVDF membrane (No. P12 in Table 1)為了定量描述接枝率對(duì)PNIPAM接枝多孔膜的膜孔開關(guān)行為的影響，特定義PNIPAM接枝膜在溫度40 和25 時(shí)的有效膜孔徑dg, 40和dg, 25的比值為膜孔徑感溫變化倍數(shù) (5)接枝率對(duì)膜孔徑感溫變化倍數(shù)的影響如圖7所示。顯然，接枝率不同的開關(guān)膜膜孔徑感溫變化倍數(shù)明顯不同。接枝率很小時(shí)，接枝的PNIPAM分子鏈很短，由于構(gòu)象變化引起的孔徑變化倍數(shù)很小；隨著接枝率的增大，接枝

32、的PNIPAM分子鏈長(zhǎng)度增大，由于其構(gòu)象變化而引起的孔徑變化率也增加；但如果接枝率增加太多時(shí)，接枝的PNIPAM分子鏈太長(zhǎng)，其構(gòu)象變化已不能引起膜孔徑變化（這時(shí)膜孔已被接枝的PNIPAM堵塞了）。比較圖5(b)和圖7可以看出，膜的溫度感應(yīng)開關(guān)系數(shù)和膜孔徑感溫變化倍數(shù)隨接枝率變化而變化的趨勢(shì)是一樣的，這也說(shuō)明了PNIPAM接枝開關(guān)膜隨溫度改變而引起的水通量變化和膜孔徑變化之間具有一致性。綜上所述，如果要依靠膜孔的開關(guān)行為來(lái)實(shí)現(xiàn)較滿意的溫度感應(yīng)型過濾性能，就必須嚴(yán)格控制開關(guān)膜的制備過程參數(shù)，使其具備適當(dāng)?shù)慕又β?。圖7 接枝率對(duì)膜孔徑感溫變化倍數(shù)的影響Fig.7 Effect of grafting

33、 yield on gating factor of pore size3 結(jié) 論（1）FT-IR圖譜分析、SEM觀測(cè)和過濾性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果都表明PNIPAM能被均勻接枝在PVDF膜孔上。（2）射頻放電功率增加、單體溶液中NIPAM濃度增大或者接枝反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)，均會(huì)使多孔膜上的PNIPAM接枝率增加。（3）接枝率適中（0.19%2.81%）的PNIPAM接枝多孔膜，溫度感應(yīng)孔徑變化倍數(shù)和水通量在32附近發(fā)生較顯著的變化，膜孔內(nèi)接枝的PNIPAM分子鏈可以起到智能化溫度感應(yīng)開關(guān)的作用。（4）開關(guān)膜的接枝率對(duì)其溫度感應(yīng)開關(guān)特性有十分重要的影響。接枝率在小于等于2.81%時(shí)，溫度感應(yīng)開關(guān)系數(shù)和膜孔徑感溫

34、變化倍數(shù)均隨接枝率增加而增加；而對(duì)于接枝率大于等于6.38%的膜，開關(guān)系數(shù)和膜孔徑感溫變化倍數(shù)始終趨近于1，此時(shí)膜不具備溫度感應(yīng)開關(guān)特性。（5）在設(shè)計(jì)和制備環(huán)境感應(yīng)型智能化開關(guān)膜時(shí)，一定要將接枝率控制在適當(dāng)?shù)姆秶拍塬@得預(yù)期的開關(guān)膜效果。符 號(hào) 說(shuō) 明按英文字母順序排列，同一字母先排大寫后排小寫；希臘文接英文后排，也按字母順序排列。符號(hào)與說(shuō)明間用二字線，說(shuō)明文字與單位間用逗號(hào)。一個(gè)符號(hào)只代表一個(gè)物理含義，一個(gè)物理量只用一個(gè)符號(hào)表示。符號(hào)盡量簡(jiǎn)化，最好以單字母表示。物理量符號(hào)采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定，如壓力用p、溫度用T，均用斜體。矢量、張量、矩陣用黑斜體。下角一般用小寫正體，只有下列情況除外：（

35、1）表示數(shù)、變量用小寫斜體，如Si，i=1,2,，i用斜體；（2）保留原物理含義，如比定壓熱容cp中的p為小寫斜體；（3）液體l為區(qū)別數(shù)字1，用斜體l。dg, T，dg, 25，dg, 40分別為接枝PNIPAM后的膜在溫度T、25、40時(shí)的有效膜孔徑，mJ膜濾通量，ml·cm-2·min-1JT，J25，J40分別為環(huán)境溫度為T、25、40時(shí)實(shí)測(cè)的膜的水通量，ml·cm-2·min-1Nd,T/25PNIPAM接枝膜的溫度感應(yīng)孔徑變化倍數(shù)（T和25時(shí)的有效膜孔徑的比值）Nd,40/25PNIPAM接枝膜孔徑感溫變化倍數(shù)（40和25時(shí)的有效膜孔徑的比值）

36、p膜過濾壓力差，PaW0，Wg分別為接枝前、后膜的質(zhì)量，gYPNIPAM在基材膜上的接枝率，%滲透液的黏度，Pa·sT，25分別為溫度為T、25時(shí)滲透液的黏度，Pa·s下角標(biāo)g接枝后0接枝前References參考文獻(xiàn)以在正文中引用的先后順序排列，序號(hào)加方括號(hào)。內(nèi)部資料和非出版物不能引用。參考文獻(xiàn)全部采用英文著錄，文獻(xiàn)作者應(yīng)全部列出，具體格式參見“參考文獻(xiàn)著錄規(guī)則”。參考文獻(xiàn)數(shù)量最好不少于15篇。1 Chu Liangyin, Park S H, Yamaguchi T, Nakao S. Preparation of micron-sized monodispersed

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