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(guò)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(lèi)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(guò)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(lèi)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(lèi)物質(zhì)是激素類(lèi)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(guò)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(guò)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(guò)程一體化將使得整個(gè)過(guò)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(guò)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(guò)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(kāi)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(kāi)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(guò)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(kāi)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(guò)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(guò)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(guò)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