電鍍鋅鋼板上有機(jī)膜的電解聚合及防腐蝕機(jī)理研究基本信息

為提高電鍍鋅鋼板的耐腐蝕性，必須經(jīng)鉻酸鹽鈍化處理。而6價(jià)鉻對(duì)人體有害，美日歐已制訂了限制使用含鉻制品的嚴(yán)格規(guī)定。隨著加入WTO，我國也必須刻不容緩地尋找替代鉻酸鹽的新方法。本課題不遵循用其它金屬離子代替鉻離子的習(xí)慣思路，而用新的電解聚合法，將合適的有機(jī)單體，在電鍍鋅鋼板上電解聚合成不僅耐腐蝕而且有自修復(fù)性的有機(jī)膜，并研究其機(jī)理，從而達(dá)到替代鉻酸鹽處理的目的，解決國民經(jīng)濟(jì)的重要科技問題。

隨著膜技術(shù)在城市污水再生利用中應(yīng)用規(guī)模的增大,膜污染及清洗問題更為突出。分析膜污染及清洗機(jī)理，從而找出防止或減緩反滲透膜污染的有效方法，提高膜的清洗效果已成為當(dāng)今膜技術(shù)的研究熱點(diǎn)和前沿。本項(xiàng)目對(duì)有機(jī)膜污垢進(jìn)行測定，并利用萃取的天然出水有機(jī)物和胞外聚合物在反滲透膜上的再結(jié)污分析，結(jié)果表明，出水有機(jī)物結(jié)污量遠(yuǎn)小于胞外聚合物，但每單位的出水有機(jī)物所能導(dǎo)致的膜通量下降卻明顯高于胞外聚合物；另外，污垢的傅里葉紅外光譜分析表明，胞外聚合物結(jié)污的蛋白質(zhì)組成比出水有機(jī)物結(jié)污更高。有機(jī)膜污垢在反滲透系統(tǒng)和石英晶體微天平模擬系統(tǒng)中的反復(fù)結(jié)污和清洗實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，小分子出水有機(jī)物相比大分子胞外聚合物，更易造成嚴(yán)重的不可逆污染；同時(shí)，原膜、出水有機(jī)物和胞外聚合物污染的膜表面的傅里葉紅外光譜圖發(fā)現(xiàn)反滲透膜上形成的不可逆污垢的主要成分為的多糖。項(xiàng)目利用反滲透系統(tǒng)和石英晶體微天平系統(tǒng)研究了乙二胺四乙酸和三磷酸鈉兩種不同的金屬螯合劑對(duì)模擬聚酰胺膜和反滲透膜上的有機(jī)物和胞外聚合物的清洗性能，結(jié)合電鏡掃描結(jié)果，三磷酸鈉對(duì)胞外聚合物的清洗效果要優(yōu)于乙二胺四乙酸，而乙二胺四乙酸對(duì)出水有機(jī)物的清洗效率則要高于三磷酸鈉。為從源頭上減少膜污染，減少頻繁清洗造成的膜損傷，本項(xiàng)目對(duì)反滲透膜進(jìn)行抗污染改性研究，通過等離子體的處理，成功制備出新型的氧化石墨烯嵌入式納米復(fù)合膜。等離子處理后的膜顯著增強(qiáng)了原膜表面的親水性，打開膜上部分酰胺鏈，形成更薄的聚酰胺層。最終經(jīng)等離子處理的氧化石墨烯嵌入式納米復(fù)合膜有最佳的的水通量（44.3LMH），是復(fù)合薄膜的1.76倍。此外，等離子處理將氧化石墨烯暴露在膜表面，使納米復(fù)合膜對(duì)大腸桿菌表現(xiàn)出優(yōu)異的殺菌性能，42%的大腸桿菌被滅活。同時(shí)，親水性和帶負(fù)電的納米復(fù)合膜表面具有較強(qiáng)的防污性能。具有高截留率、高通量的耐污改性膜在脫鹽應(yīng)用中具有巨大的潛力。 2100433B

本項(xiàng)目致力于以聚合物復(fù)合物作為構(gòu)筑基元進(jìn)行層狀組裝膜構(gòu)筑的系統(tǒng)研究，以期實(shí)現(xiàn)層狀組裝膜的快速構(gòu)筑并闡明聚合物復(fù)合物層狀組裝膜結(jié)構(gòu)調(diào)控的規(guī)律。我們擬采用線型聚合物和星形聚合物基于靜電力和氫鍵所形成的復(fù)合物為研究對(duì)象，通過系統(tǒng)調(diào)控聚合物復(fù)合物的復(fù)合程度及尺度，聚合物復(fù)合物中剛性聚合物或無機(jī)組分，聚合物復(fù)合物層狀組裝膜制備過程中的側(cè)向剪切力的施加，以及聚合物復(fù)合物層狀組裝膜的后處理來控制聚合物復(fù)合物層狀組裝膜的結(jié)構(gòu)，獲得膜結(jié)構(gòu)調(diào)控的一般規(guī)律。在此基礎(chǔ)上，制備具有高負(fù)載與高吸附能力、選擇性分離和高機(jī)械穩(wěn)定的耐磨涂層及超疏水自清潔涂層。