微乳液中AgCl纳米粒子合成与有机/无机杂化膜的研究

论文摘要

本论文以GMA（Glycidyl Methacrylate）+MMA（Methyl Methacrylate）为油相、以NaCl和AgN03水溶液为水相、采用可聚合型表面活性剂AMPS（2-Acrylamido-2-Methyl Propane Sulfonic Acid）、通过反相微乳液聚合制备了AgCl/Poly（GMA-co-MMA-co-AMPS）有机-无机杂化膜,并对反相微乳液的稳定性、杂化膜的形态结构以及杂化膜对苯/环己烷的分离效果进行了探索性研究。论文通过电导率法测定GMA+MMA微乳液体系的稳定性,结果显示：（1）当体系中CAMPS=0.2～0.6mol/L, C水相（Csalt）=0.1～0.5mol/L,增溶水量ω（nH2O/nAMPS）<20时,可以得到稳定的反相微乳液体系。论文采用紫外可见光谱仪（UV-Visible absorption spectra）.透射电子显微镜（TEM）对GMA+MMA反相微乳液体系中纳米AgCl颗粒的形成、微粒粒径的大小和分布以及微粒的形貌等进行了观察、分析,结果表明：AgCl纳米颗粒在GMA+MMA反相微乳液体系中以类球状存在,颗粒粒径分布窄,且尺寸在50nm左右。增加ω,生成的AgCl粒子粒径减小,粒子数增多；增大CNaCl、CAgNO3,生成的AgCl粒子粒径减小,粒子数增多；增加CAMPS, AgCl粒子数增多；Cl-盐价态越高,生成的AgCl粒子粒径越大,越易团聚。AgCl/Poly（GMA-co-MMA-co-AMPS）有机-无机杂化膜的扫描电子显微镜（SEM）分析表明：合成的AgCl粒子近似球状,粒径在50nm左右；EDX数据表明：聚合后制备的AgCl/Poly（GMA-co-MMA-co-AMPS）共聚物有机-无机杂化膜中AgCl粒子能保持较好的分散性。50wt%苯/环己烷混合物的渗透汽化结果表明,在合适的ω和CNaCl、CAgNO3下,所制备的AgCl/poly（GMA-MMA-AMPS）共聚物有机-无机杂化膜能克服常规高分子膜的trade-off现象,表现出较好的分离性能。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT
• 目次
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 渗透汽化
• 1.2.1 渗透汽化简介
• 1.2.2 渗透汽化传质分离原理
• 1.2.3 渗透汽化膜材料选择的基本方法
• 1.2.3.1 极性相似和溶剂化原则
• 1.2.3.2 溶解度参数原则
• 1.3 渗透汽化膜分离苯/环己烷的研究
• 1.3.1 有机高分子膜
• 1.3.2 机膜
• 1.3.3 有机-无机杂化膜
• 1.4 有机-无机杂化膜
• 1.4.1 有机-无机杂化膜的结构
• 1.4.2 有机-无机杂化膜的制备方法
• 1.4.2.1 自组装方法
• 1.4.2.2 溶胶-凝胶法
• 1.4.2.3 相转化技术
• 1.4.2.4 穿插法
• 1.4.2.5 共混法
• 1.4.2.6 原位聚合法
• 1.4.2.7 其他方法
• 1.4.3 有机-无机杂化膜在物质分离方面的应用
• 1.4.3.1 气体分离
• 1.4.3.2 渗透汽化
• 1.4.3.3 电池隔膜
• 1.4.3.4 其他应用
• 1.5 微乳液聚合技术制备分离膜
• 1.5.1 微乳液及其结构特征
• 1.5.2 微乳液形成机理
• 1.5.3 微乳液在膜制备中的应用
• 1.6 课题提出及研究内容
• 第二章 GMA+MMA反相微乳液体系的稳定性研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验试剂与实验仪器
• 2.2.1 实验试剂
• 2.2.2 实验仪器
• 2.3 实验部分
• 2.3.1 试剂的精制
• 2.3.2 反相微乳液的制备与电导率的测定
• 2.3.3 组分对反相微乳液体系的影响
• 2.3.3.1 表面活性剂浓度对反相微乳液的影响
• 2.3.3.2 盐溶液浓度对反相微乳液的影响
• 2.4 结果与讨论
• 2.4.1 油相极性对反相微乳液的影响
• 2.4.2 CAMPS对反相微乳液体系电导率的影响
• 2.4.3 分散相浓度对反相微乳液体系的影响
• 2.5 本章小结
• 第三章 GMA+MMA反相微乳液体系的反胶束结构表征
• 3.1 引言
• 3.2 实验试剂与实验仪器
• 3.2.1 实验试剂
• 3.2.2 实验仪器
• 3.3 实验方法
• 3.3.1 反相微乳液体系的制备
• 3.3.2 红外光谱对反胶束特性测试
• 3.3.3 紫外可见吸收光谱对粒子生成的动力学测试
• 3.3.4 透射电镜（TEM）对AgCl纳米粒子形貌的表征
• 3.4 结果与讨论
• 3.4.1 红外光谱结果分析
• 3.4.2 紫外光谱结果分析
• 3.4.2.1 超声对AgCl纳米粒子的影响
• 3.4.2.2 CAMPS对AgCl纳米粒子的影响
• 3.4.2.3 水-表面活性剂摩尔比（ω）对AgCl纳米粒子形成的影响
• salt)对AgCl纳米粒子形成的影响'>3.4.2.4 水相中盐的浓度(C_salt)对AgCl纳米粒子形成的影响
• 3.4.2.5 水相中盐的类型对纳米AgCl微乳液的影响
• 3.4.3 TEM结果分析
• 3.4.3.1 CAMPS对AgCl纳米粒子影响
• 3.4.3.2 水-表面活性剂摩尔比（ω）对AgCl纳米粒子形成影响
• 3.4.3.3 水相中盐的浓度对AgCl纳米粒子形成影响
• 3.4.3.4 水相中盐的类型对纳米AgCl微乳液影响
• 3.5 本章小结
• 第四章 无机-有机杂化膜的制备及其性能测试
• 4.1 引言
• 4.2 实验试剂与实验仪器
• 4.2.1 试剂
• 4.2.2 实验仪器
• 4.3 实验部分
• 4.3.1 实验试剂的纯化
• 4.3.2 杂化材料制备、粘度测试及其杂化膜的制备
• 4.3.3 杂化膜的红外光谱测试
• 4.3.4 杂化膜的DSC测试
• 4.3.5 杂化膜的SEM测试
• 4.3.6 杂化膜的EDX测试
• 4.3.7 杂化膜在苯/环己烷体系中的溶胀性能测试
• 4.3.8 杂化膜的渗透汽化性能测试
• 4.4 结果与讨论
• 4.4.1 杂化膜制备流程
• 4.4.2 粘度数据
• 4.4.3 杂化膜的FTIR
• 4.4.4 杂化膜的DSC
• 4.4.5 杂化膜的SEM
• 4.4.6 杂化膜的EDX
• 4.4.7 杂化膜在苯/环己烷中的溶胀性能
• 4.4.8 杂化膜的渗透汽化性能
• 4.5 本章小结
• 第五章 结论与建议
• 5.1 GMA+MMA反相微乳液体系的稳定性研究
• 5.2 GMA+MMA反相微乳液体系的反胶束结构表征
• 5.3 无机-有机杂化膜的制备及其性能测试
• 5.4 特色与创新
• 5.5 存在问题与建议
• 参考文献
• 作者简介