赵雪婷-微纳结构
纳微结构疏水表面结霜过程及抑霜特性
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中 图分 类 号 ：Ｔ ９ Ｂ ６ ；Ｔ ２ Ｋ １１
文 献标 志 码 ：Ａ
文 章 编 号 ：０ ３ — １ ５ （０ ２ １ —３ １ —０ ４８ １７ ２ １ ） ０ ２ ３ ７
（ ｃ ｏ ｌ ｆ Ｃｉｉ ｇ ｎ ｅ ｉｇ，Ｇｕ ｎ ｚ ｏ ｉｅｓｔ Ｓ ｈ ｏ ｖｌＥｎ ｉ ｅｒｎ ｏ ａ ｇ ｈ ｕＵｎ ｖ ｒｉ ｙ，Ｇｕ ｎ ｚ ｏ １ ０ ６，Ｇｕ ｎ ｄｏ ｇ，Ｃｈ ｎ ａ ｇ ｈ ｕ５ ０ ０ ａｇ ｎ ｉａ；
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基于深度学习的微纳结构光谱设计研究进展
基于深度学习的微纳结构光谱设计研究进展目录一、内容概览 (2)1.1 研究背景 (2)1.2 研究意义 (3)1.3 文献综述 (5)二、深度学习在微纳结构光谱设计中的应用基础 (6)2.1 深度学习概述 (7)2.2 微纳结构光谱设计原理 (8)2.3 深度学习与微纳结构光谱设计的结合 (10)三、基于深度学习的微纳结构光谱设计方法 (11)3.1 数据集准备与处理 (12)3.2 模型构建与优化 (13)3.3 设计流程与关键步骤 (14)3.4 实验验证与结果分析 (15)四、典型应用案例分析 (16)4.1 光谱分析 (18)4.2 能源转换 (18)4.3 生物传感 (19)4.4 其他领域的应用 (20)五、挑战与展望 (22)5.1 现有研究的局限性 (23)5.2 未来发展方向 (24)5.3 技术创新与突破 (25)六、结论 (27)6.1 主要研究成果总结 (28)6.2 对后续研究的建议 (29)一、内容概览随着微纳技术的发展，基于深度学习的微纳结构光谱设计研究已经成为当前光学领域的热点之一。
本文将对近年来在基于深度学习的微纳结构光谱设计研究方面的进展进行概述，包括理论研究和实验研究两个方面。
我们将介绍深度学习在微纳结构光谱设计领域的应用背景和意义，以及目前研究的主要方向和挑战。
我们将详细介绍基于深度学习的微纳结构光谱设计方法，包括卷积神经网络(CNN)、循环神经网络(RNN)和生成对抗网络(GAN)等模型的设计和应用。
在此基础上，我们将探讨如何利用深度学习优化微纳结构的设计与制备过程，以实现更高的光谱性能和更低的成本。
我们还将关注基于深度学习的微纳结构光谱设计在实际应用中的潜在价值，如在生物医学成像、环境监测、食品安全检测等领域的应用前景。
我们将对未来基于深度学习的微纳结构光谱设计研究的发展趋势和挑战进行展望。
1.1 研究背景随着科技的飞速发展，微纳结构光谱设计在材料科学、生物医学、光子学等领域中扮演着日益重要的角色。
微纳制造技术基础——光刻、刻蚀、电化学
n ③特征尺寸从亚微米至亚百纳米的集成电路芯片和表 面功能结构
n 特征尺寸达亚百纳米或纳米级的材料结构/人工生物系 统/纳米电子器件等。
纳米科技－制造技术与科学发展的新天地
National Science and Technology Council (March, 2008)
Chem. Mater. 2006, 18,3599-3601
微制造和纳米制造的关系
n 纳米科技成果走向宏观世界需要微纳制造技术作为桥梁
n 从实验室－产业化 n 从科学手段－工程技术 n 从艺术品和伟大设想－工业品和国计民生
科学家展示了操作单原子的可行性， 如何形成大规模的材料复合和成形？
纳米结构的器件最终必须 集成为宏观的实体
技术挑战和科学问题
挑战 ：去除加工趋向原子层级
E0.U25Vn光m刻；的反射镜：非球曲面的全频谱精度要求达到0.15－ 1RTab≤以0上.1n磁m盘表面、450mm超薄硅圆片等：表面粗糙度 异质表面（超低k介质与铜互连）的亚纳米平整
ü 材料去除所需要克服的力是晶 体的破坏力、原子的键合力， 还是范德华力？
纳米结构
零维纳米结构量子阱、纳米薄膜 纳米带等
三维纳米结构
纳米结构晶体
Nanotechnology 16, (8), 1326-1334 (2005).
Nanotechnology 18, (23), - (2007).
Nature Materials Published online: 21 May 2006
上万面光学镜 片，制造精度为 几十纳米
靶丸制造问题：
微纳结构器件制备及其性能研究
微纳结构器件制备及其性能研究随着科技的不断发展，微纳结构器件逐渐走进我们的视野，成为当前的热门研究领域。
微纳结构器件制备及其性能研究是一项十分重要的工作，它不仅有助于提高微纳结构器件的制备技术，还能进一步提高其性能，拓展其应用范围。
本文将着重介绍微纳结构器件制备技术及其性能研究最新进展。
一、微纳结构器件制备技术微纳结构器件制备技术是指通过一系列工艺步骤，将微纳结构制备出来的过程。
在微纳结构制备中，最常用的技术包括：电子束光刻、激光束光刻、光刻、X射线刻蚀、离子束刻蚀、电化学蚀刻等。
其中，激光束光刻是一种前景广阔的微纳加工技术，它利用激光束直接将图案精确地转移到光敏物质上，绘制出高精度、高分辨率的图形。
激光束光刻技术已经广泛应用于微纳器件的制备中，如MEMS传感器、光学元件等。
二、微纳结构器件性能研究微纳结构器件的性能研究主要包括器件特性、工作原理、耐久性测试等方面，具体如下：1.器件特性研究在微纳结构器件的制备与应用过程中，我们需要对其性能进行深入的研究与分析。
其中，器件特性是微纳结构器件研究的关键，包括电学、光学、力学等特性。
电学特性研究中，重点考察的有电阻、电容、电流等参数；光学特性研究中，则需要分析透射、反射、吸收等特性；力学特性研究中，则需要分析弹性、塑性、断裂等特性。
2.工作原理研究微纳结构器件的工作原理是研究微纳器件的核心问题，研究工作原理可以帮助我们更好地了解器件的性能和特性。
目前，微纳结构器件的工作原理主要有以下几种类型：电学、光学、热学、力学、化学等。
3.耐久性测试研究随着微纳技术的不断发展，微纳器件的发展也越来越重要。
微纳器件在使用过程中，对其的稳定性和耐久性要求非常高。
因此，在微纳结构器件的制备和使用过程中，耐久性测试十分关键。
常见的测试方法包括温度、压力、加速度、振动等多种测试手段。
三、微纳结构器件技术的应用微纳结构器件技术已经在多个领域得到了广泛的应用，具有非常广泛的应用前景，比如：1.微纳传感器微纳传感器是微纳结构器件技术最常见的应用之一，它们利用微纳技术，制备出小型、高灵敏度的传感器，可以应用于测量力、位移、温度等多种参数。
微纳结构的载能离子制备、调控及其机理研究年度报告
微纳结构的载能离子制备、调控及其机理研究年度报告作者：张苗王雪林魏星来源：《科技创新导报》2016年第30期摘要：以粒子束技术为基础的材料制造技术，在材料和半导体器件的发展中起着举足轻重的作用，芯片性能的提高将更多地依赖于粒子束与微纳物质作用及其精确调控技术。
目前，离子注入技术最成功的应用领域是半导体工业，其被广泛应用于半导体源＼漏、阱掺杂工艺中；另一方面，在微电子、光电子领域的前沿-SOI技术领域，离子注入技术同样获得广泛应用，例如：采用氧离子注入合成SOI材料并利用缺陷离子实现对其绝缘埋层厚度的精确调控，氦-氧多种类离子注入合成SOI纳米结构等。
此外，为了推动微电子技术沿摩尔定律继续发展，新型硅基应变材料，如，绝缘体上应变硅和绝缘体上应变锗硅等，由于具有比Si高的多的载流子迁移率以及同传统的Si器件工艺兼容，因而得到研究领域和产业界的高度重视。
其材料制备关注的焦点在于利用离子注入引入纳米孔层对异质外延应变材料应力释放，实现应力转移，最终获得以上新型硅基应变材料。
总之，对离子注入合成纳米尺度材料的机理进行研究，探索半导体材料离子注入原子的沉淀分解、扩散与成核长大等物理效应与演变机制，以及粒子束对材料应变的形成、应变释放的作用对新型半导体材料合成具有重要的指导意义。
高能离子束与光电绝缘体功能材料的相互作用是一个具有很强应用前景的课题。
具有一定能量的离子束，轰击光电功能材料表面，辐照离子通过损伤、缺陷机制，诱导特定区域的折射率发生变化，在表面形成光波导结构。
根据注入离子的能量、方式的不同，可以分为离子注入、快重离子辐照、聚焦质子束。
我们综合利用上述手段在多种晶体材料中晶体上实现波导结构，研究表明离子辐照技术作为一种非平衡的物理方法，注入离子的数量小，而且多数离子都位于注入射程的末端，在波导层中几乎没有掺杂效应，能够保持晶体的原有组分和结构，通过适当的热退火处理，波导层中的色心和点缺陷可以被消除，使得波导层可以保持原有的光学性能，是一种“晶体波导”。
微纳结构CdS-CdIn2S4的制备及其降解污水的性能
微纳结构CdS-CdIn2S4的制备及其降解污水的性能微纳结构CdS/CdIn2S4的制备及其降解污水的性能引言：随着工业化和城市化的快速发展，水污染问题日益严重。
处理污水成为当代社会中的一项重要任务。
传统的污水处理方法包括生物处理、化学处理等，但这些方法存在着处理效率低、消耗能源大、处理过程中产生的副产物难以处理等问题。
因此，寻找一种高效、经济、环境友好的水污染处理技术变得尤为重要。
微纳结构CdS/CdIn2S4是一种具有潜力的新型光催化材料，具有较高的光催化活性和化学稳定性。
本文旨在探讨微纳结构CdS/CdIn2S4的制备方法，并评估其在降解污水中的性能。
一、微纳结构CdS/CdIn2S4的制备方法1. 溶剂热法制备CdS纳米颗粒首先，将硒酸铅溶液滴加到含有Cd（NO3）2和稳定剂的溶液中。
通过控制反应温度和时间，使Cd（NO3）2与硒酸铅反应生成CdS纳米颗粒。
2. 沉淀法制备CdIn2S4纳米颗粒将适量的CdCl2和InCl3溶于水溶液中，并在搅拌条件下缓慢滴加Na2S溶液，产生CdIn2S4的沉淀。
通过离心、洗涤和干燥等步骤，得到CdIn2S4纳米颗粒。
3. 成核生长法合成微纳结构CdS/CdIn2S4以上述方法得到的CdS纳米颗粒作为种子，将其与CdIn2S4纳米颗粒混合，然后在高温下进行磁搅拌，使CdS纳米颗粒催化CdIn2S4纳米颗粒的生长，形成微纳结构CdS/CdIn2S4。
二、微纳结构CdS/CdIn2S4对污水的降解性能评估1. 光催化试验以甲基橙为目标污染物，在一定浓度的污染溶液中加入一定量的微纳结构CdS/CdIn2S4催化剂。
通过紫外光照射一定时间后，采用分光光度计测定溶液中的甲基橙浓度变化，评估光催化降解效果。
2. 稳定性测试将经过一定时间光催化降解实验的微纳结构CdS/CdIn2S4催化剂，经过离心、洗涤和再分散处理后，再次进行光催化降解实验。
通过比对初始降解实验和稳定性测试的数据，评估催化剂的稳定性。
微纳分级结构碳酸钙中空微球的可控制备
微纳分级结构碳酸钙中空微球的可控制备邹俭鹏;杨洪志;肖平;潘一峰【摘要】以CaCl2和Na2CO3为反应原料,以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和十二烷基磺酸钠(SDSN)为模板剂,在50℃采用化学沉淀反应,干燥、煅烧后成功制备了具有微纳分级结构的 CaCO3中空微球。
采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜和X射线衍射等检测手段对所制备的样品形貌、结构进行了表征,结果显示：所制备的微纳分级结构CaCO3中空微球直径为4~6μm,壳壁由直径约60 nm的CaCO3颗粒组成,壳层厚度约为200 nm, CaCO3中空微球晶相组成为方解石和球霰石的共混体。
同时,在反应温度为50℃、PVP添加量为0.4 g, SDSN浓度为0.1 mol/L的条件下,所制备的微纳分级结构CaCO3中空微球分散性好,且形貌比较完整。
%With polyvinyl pyrrolidone (PVP) and sodium dodecyl sulfonate (SDSN) as the template, calcium car-bonate hollow microspheres with micro-nano hierarchical structure were successfully synthesized using sodium carbonate and calcium chloride as starting materials through a precipitation reaction method at reaction temperature of 50℃. The products were characterized by scanning electronic microscopy (SEM), transmission electron micro-scope (TEM), X-ray diffraction (XRD) and other detection methods. The results show that the hollow calcium car-bonate microspheres with micro-nano hierarchical structure are about 4-6μm in diameter. The shell thickness of calcium carbonate hollow microspheres is about 200 nm, which consists of calcium carbonate particles with size about 60 nm. The phase of calcium carbonate hollow microspheres is composed of calcite and vaterite. Excellent dispersibility and sphericalmorphology of calcium carbonate hollow microspheres can be achieved with addition of 0.1 mol/L SDSN and 0.4 g PVP consequently.【期刊名称】《无机材料学报》【年(卷),期】2016(031)007【总页数】8页(P711-718)【关键词】微纳分级结构;碳酸钙中空微球;作用机理;模板法【作者】邹俭鹏;杨洪志;肖平;潘一峰【作者单位】中南大学粉末冶金国家重点实验室，长沙 410083;中南大学粉末冶金国家重点实验室，长沙 410083;中南大学湘雅医院，长沙 410008;中南大学湘雅医院，长沙 410008【正文语种】中文【中图分类】R318微纳分级结构作为一种核壳结构, 是由纳米尺度的基本结构单元相互堆叠在一起作为壳构成的微米尺度的中空微球。
铁改性聚丙烯腈纳微米纤维催化剂在偶氮染料降解中的应用
铁改性聚丙烯腈纳微米纤维催化剂在偶氮染料降解中的应用赵雪婷;董永春;程博闻;康卫民【摘要】将采用静电纺丝法制备的聚丙烯腈(PAN)纳微米纤维进行偕胺肟改性反应,并将其与三氯化铁反应得到铁改性PAN纳微米纤维非均相Fenton光催化剂.在表征的基础上研究了其对常用染料活性红195的氧化降解反应的催化特性,讨论催化剂的铁离子含量、辐射光强度和H2O2浓度对降解效果的影响.结果表明,通过提高改性PAN纳微米纤维偕胺肟基团的数目可制备高铁离子含量的催化剂,而增加催化剂的铁离子含量和辐射光强度都可显著提高染料的降解速率,当H2O2浓度为3.0 mmol/L时染料的降解效果最好.这种催化剂不仅对染料分子中的偶氮键和芳香环结构具有催化作用,而且还可使其发生矿化反应.【期刊名称】《纺织学报》【年(卷),期】2013(034)010【总页数】8页(P76-83)【关键词】PAN纳微米纤维;铁离子;非均相光催化剂;偶氮染料;降解【作者】赵雪婷;董永春;程博闻;康卫民【作者单位】天津工业大学纺织学部,天津300387;天津工业大学纺织学部,天津300387;福州大学光催化国家重点实验室培育基地,福州福建350002;天津工业大学纺织学部,天津300387;天津工业大学纺织学部,天津300387【正文语种】中文【中图分类】TS190.3非均相Fenton技术具有pH适用性强和利于循环利用等优点，近年来已成为有机染料废水处理的重点研究技术之一。
其中将铁离子固定于有机材料如Nafion膜和聚丙烯腈(PAN)纤维等形成的非均相Fenton催化剂的研究受到特别关注。
研究表明，Nafion膜成本高，而普通PAN纤维的比表面积(0.18～0.50 m2/g)较小[1]，可能导致铁改性PAN纤维催化剂的活性降低且重复利用性差。
目前纳微米级超细纤维材料的开发方兴未艾，PAN纳微米纤维由于其比表面积大和吸附性能强等优点[2-3]表现突出。
一种用液相化学反应法制备有机微纳结构及原位图案化的方法[发明专利]
![一种用液相化学反应法制备有机微纳结构及原位图案化的方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/1cb1a92d2cc58bd63086bdc4.png)
专利名称：一种用液相化学反应法制备有机微纳结构及原位图案化的方法
专利类型：发明专利
发明人：姚建年,曹鑫强,付红兵
申请号：CN201210076310.2
申请日：20120322
公开号：CN102583235A
公开日：
20120718
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种用液相化学反应法制备有机微纳结构及原位图案化的方法，属于有机微纳结构技术领域。
本发明主要方案是利用还原法制备有机分子的阴离子自由基盐，然后再通过氧化法将有机分子的阴离子自由基盐氧化成具有一定结构的原物质。
本发明提供的方法为有机纳米材料特别是N型功能分子在集成电路、太阳能电池、传感器、信息存储、集成光子学当中的应用提供了广阔的前景。
申请人：中国科学院化学研究所
地址：100190 北京市海淀区中关村北一街2号
国籍：CN
代理机构：北京思海天达知识产权代理有限公司
代理人：沈波
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微纳结构储能材料的构筑与应用研究的开题报告
微纳结构储能材料的构筑与应用研究的开题报告题目：微纳结构储能材料的构筑与应用研究一、研究背景和意义随着能源需求的不断增加和传统能源的日益减少，新能源的开发和利用成为当前科学技术领域的热点和难点问题。
其中，储能技术是解决新能源应用的关键之一，而微纳结构储能材料在此方面具有重要的应用价值。
微纳结构储能材料具有高比表面积、优异的电化学性能、低内阻等优点，在锂离子电池、超级电容器、太阳能电池等领域的应用颇有前景。
因此，对微纳结构储能材料的构筑和应用进行研究，具有重要的科学意义和实际价值。
二、研究内容和方法本研究主要围绕微纳结构储能材料的构筑与应用展开深入探讨，具体内容包括：1. 微纳结构储能材料的合成和制备方法研究；2. 微纳结构储能材料的结构和性能分析；3. 微纳结构储能材料在锂离子电池、超级电容器等领域中的应用研究；4. 微纳结构储能材料在太阳能电池等领域中的应用研究。
研究方法主要采用实验室综合实验法，包括材料的制备、结构表征、性能测试等。
在结构方面采用X射线衍射、扫描电子显微镜等技术进行表征；在性能方面主要采用循环伏安法、交流阻抗法等测试技术。
三、预期成果和创新点本研究预期能够：1. 制备出性能优异的微纳结构储能材料；2. 探索微纳结构储能材料的结构和性能特点；3. 研究微纳结构储能材料在锂离子电池、超级电容器、太阳能电池等领域的应用性能。
本研究的创新点主要在于：1. 以微纳结构储能材料为研究对象，对其构筑和应用进行深入研究；2. 创新性地采用多种表征和测试技术，全面分析微纳结构储能材料的结构与性能；3. 探索微纳结构储能材料在多种能源领域的应用，拓展其应用场景和范围。
四、研究计划和进度安排1. 文献综述：全面汇总微纳结构储能材料的研究进展和现状，起步时间：2021年10月；2. 材料的制备：根据前期文献综述，在实验室内进行微纳结构储能材料的制备，起步时间：2022年2月；3. 结构与性能研究：通过实验室测试设备，进行微纳结构储能材料的结构与测试功能研究，起步时间：2022年4月；4. 应用性能研究：探索微纳结构储能材料在多种能源领域的应用，进一步实验性研究微纳结构能否过度适应不同环境下的应用；起步时间：2022年8月；5. 结论和论文撰写：整合研究成果和数据，撰写学术论文并提交相关刊物，期待时间：2023年5月。
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污染抵御+污染驱除+微纳结构
一方面，膜表面低表面能PHFBA链段中氟原子间具有小的原子半径和最大的电负 性，相邻氟原子的相互排斥使氟原子沿碳链作螺旋分布，紧密围绕碳链的氟原子 的高化学稳定性，降低了与油滴的相互作用。
是组成细胞膜基本单元脂 质的亲水端基
表面特性： 超疏水自清洁性能 物质基础：表面长链烯烃类的低
表面能物质(蜡) 结构基础：精细的微纳双重结构
研究背景
亲水性改性材料
抗污染材料
低表面能改性材料
两亲性改性材料
PEG类
有机硅类
PEG，PEO-PPO-PEO，
聚硅氧烷PDMS
PEGMA等
两性离子类 SBMA，CBMA，MPC， 氨基酸等
有机氟类 全氟丙烯酸酯：HFBM， DFHM等
亲水-低表面能 PEG-PDMS，PEG-HFBM， HEMA-DFHM等
其他类 HEMA，AA等
硅氟树脂类 有机硅氟树脂
污染抵御
污染驱除
污染抵御+污染驱除
对抗污染膜表面化学结构研究较多，对抗污染表面物理结构研究较少 对亲水性抗污染膜表面研究较多，对两亲性抗污染膜表面研究较少 抗污染膜研究主要针对蛋白质污染污染，对抗油污染研究较少
膜表面多级结构的构建
膜表面多级结构的构建
表1. P(PEGMA-r-HFBA)~X共聚物的合成配方
共聚物 P(HFBA-r-PEGMA)~1.0
HFBA（g） 0.47
PEGMA（g） 0.95
P(HFBA-r-PEGMA)~2.5
1.19
0.95
P(HFBA-r-PEGMA)~5.0
2.37
0.95
另一方面，表面复杂的拓扑结构可以在相邻的微纳结构间产生纳米级作用力梯度， 这种非平衡态结构使油滴的吸附沉积处在热力学不利的状态，较易从表面脱除。
3
结论与创新点
2013/10/27
结论与创新点
通过采用乙醇与水的混合溶液作为凝胶浴，可在膜表面引入多级微纳结 构 。 以 含 氟 P(PEGMA-r-HFBA) 共 聚 物 作 为 改 性 剂 制 得 的 PVDF/P(HFBA-rPEGMA)~X超滤膜，可以显著提高PVDF膜对乳化油滴的抗污染性能。通过 调控膜表面微纳结构及膜内低表面能链段的含量，可实现PVDF/P(HFBA-rPEGMA)~X膜抗污染、自清洁性能的最优化，通量衰减可由82%降低至25%， 通量恢复接近100%，有望实现膜分离在含油废水处理中的高效应用。
当采用水-乙醇混合溶液作为凝胶浴时，由于PVDF结晶作用使膜表面产生类球型 的微纳结构，同时相邻微纳结构间紧密相连，形成适用于油水分离的分离层。
在膜内添加不同改性剂，采用水-乙醇混合溶液作为凝胶浴均可得到具有相似微纳 结构的膜表面。
2
2013/10/27
膜表面多级结构的构建
图3 (a) PVDF及PVDF/P(HFBA-r-PEGMA)~X膜的静态水和油接触角，(b) PVDF及 PVDF/P(HFBA-r-PEGMA)~X膜的表面自由能，凝胶浴为水-乙醇混合溶液
PEGMA链段具有较强亲水性——污染抵御 PHFBA链段具有较低的表面能——污染驱除 较高的油接触角意味着膜表面具有优良的污染驱除特性，即自清洁能力 具有微纳结构的膜表面总自由能最低可降至13 mJ/m2，意味着优良的自清洁性能
膜抗污染特性的评价
膜抗污染特性的评价
膜抗污染特性的评价
PVDF/P(HFBA-r-PEGMA)~X膜的通量普遍高于PVDF空白膜，亲水的PEGMA链 段在膜表面在水下易发生表面重构而伸出膜表面，利于水透过。
研究背景
低污染多孔膜表面构建是膜技术实现污水资源化的关键 表面污染是众多以表面或界面为基础的现代技术亟需克服的关键科学问题
膜清洗及换膜费用
= 50%~80%
总操作费用
膜污染解决途径： 原料预处理、膜清洗 膜组件设计
构建低污染膜表面
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2013/10/27
研究背景
细胞膜
荷叶
表面特性：超亲水、高抗污染性能 物质基础：最外层基团是磷酰胆碱，
创新点
发展了强制表面偏析成膜方法，构建了新型两亲性抗污染多孔表面 实现了抗污染超滤膜表面多级微纳结构构建 提出了膜表面非均相多级微纳结构优化的抗油污染机制，进一步提高膜的应用效率
Thank You for Your Attention!
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研究背景
New Waters “水资源”
1. 海水/苦咸水淡化 2. 污水资源化
提高 “水管理”效率
水处理产业仰 仗“膜“力
膜技术被誉为“21世纪的水处理技术”，超滤 和微滤膜又被业界称为水处理“魔法棒”。 《国家“十二五”科学和技术发展规划》中把
“高性能分离膜材料”作为“产业关键技术攻关 示范重点”，明确指出要重点开发水处理膜等 膜材料，推动膜技术在水处理等领域的推广
随着改性剂分子中PHFBA链段比例的增加，膜表面亲水性降低，PVDF/P(HFBAr-PEGMA)~X膜的水通量逐渐降低。
分离层具有微纳结构的膜表面孔隙率相较于平整膜表面较大，通量较高。
膜抗污染特性的评价
与PVDF空白膜相比， PVDF/P(HFBA-r-PEGMA)~X膜表现出优异的抗污染、自 清洁性能：随着改性剂分子中PHFBA链段比例的增加，DR降低，FRR增加
膜表面多级结构的构建
a-水
b-水-乙醇（1:1） c-乙醇
膜表面多级结构的构建
图1 在不同凝胶浴中制备的PVDF/ P(HFBA-r-PEGMA)~10膜表面形貌的SEM电镜照片
PVDF是一种半晶型高分子，相转化过程中液-液相分离与固-液相分离同时存在。 以水为凝胶浴，液-液相分离优先于结晶过程。 以乙醇为凝胶浴，PVDF发生结晶主导相分离，晶粒优先成核、生长形成双连续
P(HFBA-r-PEGMA)~10.0
4.74
0.95
链段比1H NMR
1.08 2.35 4.77 9.45
铸膜液
脱泡
刮膜
相转化
成膜材料PVDF 两亲性改性剂 有机溶剂DMAc
铸膜液在 60oC下 搅拌4h 静置脱泡4h
玻璃板上使用 刮刀将铸膜液 刮制成初生态 膜
初生态膜浸入 不同凝胶浴 (25oC)中相转 化成膜
第八届全国膜与膜过程学术报告会
抗污染超滤膜表面多级结构构建及性能研究
汇报人：赵雪婷 导 师：姜忠义
苏延磊
教授 副教授
2013.10.27 大连
主要内容
研究背景 膜表面多级结构的构建 膜抗污染特性的评价 结论与创新点
2013/10/27
研究背景
研究背景
我国是一个淡水资源短缺的国家，总量为28412亿m3，人均占有量 不足2200 m3，仅为世界平均水平的30%，排名百位之后，被列为世界 几个人均水资源贫乏的国家之一。
应用根据。 《高性能膜材料科技发展“十二五”专项规划》
将“高性能水处理膜材料”列为重点任务对于解 决我国水资源匮乏和水污染加剧等经济社会
发展瓶颈问题具有重要和深远的战略意义。
Source：1st Singapore Desalination and
Water Reuse Leadership Summit,2007 中国产业信息网, 2010
结构，液-液相分离被抑制。
European Polymer Journal, 2007, 43:1557
a-PVDF/P(HFBA-r-PEGMA)~1
b-PVDF/P(HFBA-r-PEGMA)~5
c-PVDF/P(HFBA-r-PEGMA)~10
图2 不同膜表面形貌的SEM电镜照片，凝胶浴为水-乙醇混合溶液