功能高分子膜

功能高分子膜研究進(jìn)展概述不同膜研究進(jìn)展總結(jié)概述高分子分離膜是是一種具有選擇透過能力的膜型材料，也是具有特殊傳質(zhì)功能的高分子材料物質(zhì)分離識(shí)別物質(zhì)能量轉(zhuǎn)化物質(zhì)轉(zhuǎn)化分離催化能量轉(zhuǎn)化控制釋放特點(diǎn)應(yīng)用纖維素酯類材料不同特性的聚砜、聚苯醚高分子共混物和嵌段、接枝共聚物除了在傳統(tǒng)的吸附分離上的應(yīng)用水處理混合物分離與凈化工業(yè)金屬鹽的回收氣體的分離與集成食品醫(yī)療的應(yīng)用超薄有機(jī)膜控制釋放膜膜傳感器反應(yīng)膜智能分離膜目前高分子分離膜由聚合物或高分子復(fù)合材料制得的具有分離流體混合物功能的薄膜。原理用分離膜作間隔層，在壓力差、濃度差或電位差的推動(dòng)力下，借流體混合物中各組分透過膜的速率不同，使之在膜的兩側(cè)分別富集，以達(dá)到分離、精制、濃縮及回收利用的目的水處理中的應(yīng)用反滲透膜：應(yīng)用最廣，發(fā)展最快，主要應(yīng)用在海水淡化，超純水制備納濾膜：飲用水領(lǐng)域，脫出水中各種有機(jī)物質(zhì)和Ca，Mg離子超濾膜：應(yīng)用于工業(yè)廢水生活污水的處理電滲析膜：更重工業(yè)用超純水的制備微濾膜：涂料行業(yè)污水、含油廢水和含重金屬?gòu)U水等的處理分子識(shí)別有機(jī)膜原理：對(duì)分離體系中的不同pH值、鹽濃度及溫度等刺激作出響應(yīng),從而改變膜的結(jié)構(gòu)(特別是膜孔的結(jié)構(gòu)),以達(dá)到控制分離的目的分子識(shí)別功能高分子膜以其結(jié)構(gòu)和性能上的特殊性,有望解決目前生產(chǎn)和生活中的許多難題,因而可以在很多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。(1)藥物分析領(lǐng)域（手性分離）分子識(shí)別功能高分子膜的研究體系涉及到很多DNA和RNA物質(zhì)，

如黃嘌呤、色氨酸等物質(zhì)，該方面的研究為氨基酸及其衍生物類藥品的手性分離積累了大量寶貴的數(shù)據(jù)。(2)環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域分子印跡技術(shù)在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域具有廣闊的前景。二苯并呋喃等二噁烷類物質(zhì)是激素類有毒化合物，對(duì)環(huán)境造成極大危害。Fujii等以二苯并呋喃為模板分子,制備了二苯并呋喃分子識(shí)別高分子膜[14，15]。(3)傳感領(lǐng)域溫度敏感型高分子凝膠對(duì)外界條件的刺激具有感知、傳感、處理和驅(qū)動(dòng)能力,具有及時(shí)地作溶脹和收縮應(yīng)答的智能效應(yīng)。液晶高分子膜液晶(LC)高分子膜是近年來(lái)出現(xiàn)的液晶顯示材料，它是集化學(xué)、光學(xué)、電子學(xué)等諸多科學(xué)于一體，把傳統(tǒng)的“液體液晶”發(fā)展為“固體液晶”的新一代顯示材料圖1PDLC膜電光效應(yīng)機(jī)理圖(a)未施加電壓(OFF態(tài));(b)施加電壓(ON態(tài))催化膜催化膜是指同時(shí)具有催化和分離雙重功能的膜。催化反應(yīng)單元膜分離單元通過之間的耦合高分離效率高選擇性高產(chǎn)率表面吸附/沉積法摻雜法包埋法催化加氫催化脫氫催化氧化催化酯化膜反應(yīng)器針對(duì)具體反應(yīng)過程選合適的催化膜和反應(yīng)器建模和模擬確定工藝流程優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

1）催化和分離一體化使工藝流程更加緊湊，降低能耗，減少設(shè)備投資和操作費(fèi)用。2)提高反應(yīng)轉(zhuǎn)化率，或使反應(yīng)能在更低的溫度下進(jìn)行，減少副反應(yīng)的發(fā)生，延長(zhǎng)催化劑的使用壽命。3)經(jīng)膜分離出來(lái)的產(chǎn)品后處理方便，所得產(chǎn)品純度高。缺點(diǎn)：催化和分離過程一體化將使得整個(gè)過程的技術(shù)復(fù)雜程度大大增加,如催化膜反應(yīng)器的設(shè)計(jì)、密封、制造成本、建模以及催化分離過程的優(yōu)化都將更加困難。高分子膜固載酶

膜作為固定化酶載體結(jié)合了膜的分離功能、載體功能和分隔功能,具有其它載體不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。特別用高分子膜作為載體,可將酶的催化功能和膜的分離功能有機(jī)結(jié)合。但是，高分子膜材料作為載體由于具有以下缺點(diǎn)，限制了它的應(yīng)用。1多數(shù)固定化的酶活性和穩(wěn)定性不夠。2操作半衰期不夠長(zhǎng)。3連續(xù)反應(yīng)時(shí)操作和裝置過于復(fù)雜等。催化膜總結(jié)高分子催化膜及膜反應(yīng)器的研究目前還處于探索性的基礎(chǔ)研究階段,但也有獲得成功商業(yè)化應(yīng)用的例子.未來(lái)需要將高分子科學(xué)與材料、催化科學(xué)以及反應(yīng)器工程等相關(guān)學(xué)科有機(jī)結(jié)合起來(lái),研究和開發(fā)具有高催化活性、高分離效能、高穩(wěn)定性的“三高”催化膜材料。開發(fā)催化膜制備的新方法、新工藝,建構(gòu)綜合性能良好的膜反應(yīng)器和設(shè)計(jì)合理的工藝流程,以期在更廣泛的重要化學(xué)化工生產(chǎn)過程中實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用.高分子膜傳感器分離提取某種蛋白質(zhì)，利用分子識(shí)別作用將其組裝到多孔支撐層上，可制得需要的微孔膜或溫敏膜。細(xì)胞不同，膜孔可調(diào)不同形態(tài)。高分子膜傳感器某些蛋白質(zhì)分子在溫度變化時(shí)會(huì)發(fā)生分子鏈有序－無(wú)序聚集形態(tài)的轉(zhuǎn)變，利用這一特征可以制備溫度敏感的雙穩(wěn)開關(guān)。69℃的高濕度條件下發(fā)生轉(zhuǎn)變有機(jī)聚合物/無(wú)機(jī)納米粒子復(fù)合膜

通過一定的方法制備納米顆粒，使其表面帶有不同的電荷或者沉積表面活性劑；然后通過靜電吸附或者化學(xué)吸附組裝到聚合物基體膜上，從而得到強(qiáng)度高、性能好的有機(jī)/無(wú)機(jī)復(fù)合膜。無(wú)紡布150um超薄層200nm芳香酰胺反滲透膜的組成及結(jié)構(gòu)超薄有機(jī)膜LB（Langmuir-Blodgett)膜是一種超薄有機(jī)薄膜，是通過在水－空氣界面上將不溶的分子加以有序排列，形成單分子膜，然后在轉(zhuǎn)移到固體表面上而制得的膜。LB膜一般由兩親分子構(gòu)成。制備LB膜的需2步：制備單分子層及將其轉(zhuǎn)移到固體介質(zhì)表面。垂直移動(dòng)法水平移動(dòng)法應(yīng)用：作為分子篩對(duì)氣體進(jìn)行分離。制備高靈敏度，高選擇性的生物傳感器?？偨Y(jié)各種