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新型聚醚砜超滤膜及聚酰胺复合纳滤膜的制备与表征的开题报告

一、选题背景及意义

膜分离技术是近年来一种新兴的分离技术。超滤膜和纳滤膜是其中两种重要的膜分离技术，广泛应用于生物、化工、环境等领域。聚醚砜（PES）是超滤膜材料中常见的一种，其具有良好的化学稳定性、抗污性和抗氧化能力等特点，但其分离性能有待提高。因此，研究新型的聚醚砜超滤膜制备及性能提高具有重要的意义。

聚酰胺（PA）是纳滤膜中常用的一种材料，因其分子间氢键作用强大，对于小分子物质的分离具有较好的效果。但纯聚酰胺膜存在着流量低、分离效果差等问题，因此发展聚酰胺复合纳滤膜成为近年来的研究热点。

二、研究内容

本研究拟以聚醚砜为材料，采用自主设计的二次侵染技术，制备新型聚醚砜超滤膜。主要包括以下步骤：

1.选择适宜的溶剂体系，溶解聚醚砜材料，并加入助剂改善膜性能。

2.制备基膜：采用浸渍相分离法制备聚醚砜基膜，控制浸渍时间、温度、浓度等操作参数，得到合适的基膜厚度和孔径大小。

3.进行二次侵染：在制备好的聚醚砜基膜上，用针头手动注入聚醚砜溶液，将溶液内的聚醚砜吸附到基膜表面，并静置一段时间，使其在基膜和溶液中进行化学反应，得到具有新结构的聚醚砜超滤膜。

4.进行膜性能测试：对所得膜进行分离性能测试，包括分子量截留率、通量、抗污染性能等，分析新结构膜的性能优化。

此外，研究还将开展聚酰胺复合纳滤膜的制备与表征，重点包括：

1.采用亲水性材料与聚酰胺进行混合，利用手性选择性反应进行分子间交联，提高膜的分离性能。

2.采用不同的复合比例制备复合纳滤膜，并测试其分离性能，探究复合比例与膜性能之间的关系。

三、研究意义和创新

本研究将聚醚砜和聚酰胺作为材料，分别进行超滤和纳滤膜的研究，旨在探究新型膜材料的制备方法和提高膜的性能，为实现高效、低能耗的分离过程提供新途径。

研究创新点在于：

1.通过自主设计的二次侵染技术，在聚醚砜超滤膜中引入新结构，优化了聚醚砜膜的性能。

2.采用手性选择性反应对聚酰胺复合纳滤膜进行交联，提高了膜的分离性能。

3.研究工作旨在探究新型膜材料的制备方法和提高膜的性能，丰富和发展了膜分离技术领域。

四、拟解决的关键问题

1.聚醚砜超滤膜制备方法的优化：通过二次侵染技术引入新结构，提高聚醚砜超滤膜的性能，解决聚醚砜超滤膜分离效率不高的问题。

2.聚酰胺复合纳滤膜的制备与优化：采用手性选择性反应进行分子间交联，提高膜的分离性能，解决聚酰胺纳滤膜流量低、分离效果差等问题。