孔径单分散高分子分离膜的制备及结构调控研究

孔径单分散分离膜材料的研制是膜分离科学的重要方向和前沿领域之一。商品化的核孔膜因孔隙率低、分离效率不高而没有得到广泛应用；备受关注的嵌段共聚物微相分离法则主要适用于制备超滤膜，且仅限于苯乙烯嵌段共聚物。研究过程简便、成膜材料范围宽、孔径单分散性好的高分子微滤膜的新制备方法，从而满足对不同尺度孔径单分散高分子分离膜的需求，具有十分重要的科学意义和应用价值。本课题拟基于水滴模板法系统研究成膜体系组成、温度梯度、界面张力以及基材表面性质对有序多孔膜的孔径及其分布、孔隙率、孔贯通性、成膜面积的影响规律，筛选出合适的成膜体系，揭示贯通孔有序膜的形成机理及结构调控规律；实现膜孔孔径在较大范围内的调控，制备出具有较好机械性能的一系列孔径的贯通孔有序膜，阐明孔径单分散微孔膜的分离特性；从而建立基于水滴模板法的孔径单分散高分子微孔膜的新型制备方法，为高性能分离膜的设计与制备理论的建立和完善作出贡献。

孔径单分散分离膜材料的研制是膜分离科学的重要方向和前沿领域之一。商品化的核孔膜因孔隙率低、分离效率不高而没有得到广泛应用；备受关注的嵌段共聚物微相分离法则主要适用于制备超滤膜，且仅限于苯乙烯嵌段共聚物。研究过程简便、成膜材料范围宽、孔径单分散性好的高分子微滤膜的新制备方法，从而满足对不同尺度孔径单分散高分子分离膜的需求，具有十分重要的科学意义和应用价值。本课题基于水滴模板法系统研究了成膜体系组成、温度梯度、界面张力以及基材表面性质对有序多孔膜的孔径及其分布、孔隙率、成膜面积特别是孔贯通性的影响规律，以冰面为基底制备了贯通孔膜，进而提出了无转移法，并实现了在通用固体基底表面制备贯通孔有序膜，制备出了具有较好机械性能的一系列孔径的贯通孔有序膜，揭示了贯通孔有序膜的形成机理及结构调控规律，结果表明制得的孔径单分散膜具有精密分离特性，实现了对酵母和乳酸菌的高精度分离，常压下达到100%的截留率。初步建立了基于水滴模板法的孔径单分散高分子微孔膜的新型制备方法，对于精密分离具有重要意义。