垂溶法制备纳米纤维基复合纳滤膜及性能调控

纳米纤维多孔基膜的孔隙率高且为相互连通的开孔结构，能够显著改善流通性，由静电纺丝纳米纤维多孔膜和表面功能选择层组成的复合膜呈现出高的渗透通量。本项目拟采用纳米纤维垂溶法制备表面超薄功能选择层，克服了制膜过程中存在的铸膜液向多孔基膜渗漏和涂层厚度控制难的问题，有望实现规模化制备纳米纤维基复合滤膜。为此本项目将系统研究纳米纤维多孔基膜制备过程中的的力学增强问题、功能纳米纤维表层垂溶成膜条件及后处理相关参数对功能纳米纤维表层垂溶成膜过程中形态结构及性能的影响，深入研究纳米纤维基复合滤膜制备过程中的结构演化规律及调控方法。基于纳米纤维多孔膜的高性能分离膜的制备及相关规律研究，将对高分子膜科学与技术的发展具有重要意义。

纳米纤维多孔基膜的孔隙率高且为相互连通的开孔结构，能够显著改善流通性，是非常好的过滤用基膜材料。本项目采用纳米纤维垂溶法制备表面超薄功能选择层，克服了制膜过程中存在的铸膜液向多孔基膜渗漏和涂层厚度控制难的问题，有望实现规模化制备纳米纤维基复合滤膜。在此，本项目研究了通过溶液共混法或混合溶剂法制备具有焊接结构的纳米纤维多孔基膜，增强纳米纤维多孔膜的力学性能和结构一体性；对于纳米纤维基复合膜制备，首先通过静电纺丝的方法制备出包含纳米纤维支撑层和纳米纤维亲水表层的双层纳米纤维膜，然后将表层亲水纳米纤维膜通过不同方式（蒸汽垂溶、溶液垂溶及热压垂溶）垂溶形成致密无孔的表面阻隔分离层，探讨了垂溶成膜条件及后处理相关参数对功能纳米纤维表层垂溶成膜过程中复合膜形态结构及性能的影响，深入研究了纳米纤维基复合滤膜制备过程中的结构演化规律及调控方法，制备了系列低压高通量纳米纤维基超滤/纳滤复合膜并用于油水乳液、染料废水及蛋白质分离等不同尺寸过滤体系。该纳米纤维垂溶成膜技术具有普适性，同样适用于其它的功能聚合物膜材料，可操作性和可控性强，且可方便实现制备过程的连续化，具有规模化工业应用前景。基于纳米纤维多孔膜的高性能分离膜的制备及相关规律研究，将对高分子膜科学与技术的发展具有重要意义。