摘要: 近年来，仿生矿化材料由于其具有的优异的机械性能和生物相容性而备受关注。聚丙烯腈(PAN)是一类重要的膜材料，将矿化应用于PAN分离膜的改性具有重要科学和实用意义。本论文中，我们先对PAN膜矿化方法进行初步探讨，然后采用交替浸渍法(ASP)成功制备... 展开 近年来，仿生矿化材料由于其具有的优异的机械性能和生物相容性而备受关注。聚丙烯腈(PAN)是一类重要的膜材料，将矿化应用于PAN分离膜的改性具有重要科学和实用意义。本论文中，我们先对PAN膜矿化方法进行初步探讨，然后采用交替浸渍法(ASP)成功制备了矿化PAN膜，研究了矿化膜的渗透和截留性能。 对PAN膜矿化方法进行了探讨:在成膜过程中通过聚丙烯酸(PAA)链上-COO-与凝固浴中的Ca2+相互作用使Ca2+在膜中局部富集，然后进行矿化;一是直接沉积法，将得到的PAN膜浸泡在100 mM Na2CO3溶液中直接沉积矿化;二是气体扩散法，通过(NH4)2CO3分解CO2扩散进行矿化。采用场发射扫描电镜(FESEM)表征了膜表面和截面的形貌，用能量散射X射线(EDX)和X射线衍射仪(XRD)证实膜截面碳酸钙的沉积，结果表明这两种方法都难以有效制备PAN/CaCO3复合膜。 用浸没沉淀相转化法(NIPS)制备PAN/PAA共混膜，用FESEM研究PAA含量对膜形貌的影响。将PAN膜（铸膜液浓度为12.5％，改变PAA含量）交替浸溃在CaCl2和Na2CO3溶液(ASP)中制备矿化膜，EDX和XRD结果共同证实膜截面成功沉积上大量碳酸钙。采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR/ATR)和静态水接触角研究循环次数和溶液浓度对矿化结果的影响，测试了膜的纯水通量、膜对牛血清白蛋白(BSA)的吸附和截留能力以及对刚果红的截留能力。水接触角结果显示矿化能够提高膜表面的亲水性，水通量和刚果红截留结果则表明矿化后膜的通量和对刚果红的截留都大幅度提高， 固定PAA含量为3.0 wt.％，改变铸膜液浓度，制备了一系列PAN膜。FESEM表征铸膜液浓度对膜形貌的影响。采用称重法粗略表征膜的孔隙率，对矿化前后的PAN膜进行水通量测试。测试矿化膜对三种染料分子（刚果红、天青Ⅱ和罗丹明B）的吸附和截留能力，最后测试了铸膜液浓度、操作压力和进料液浓度对矿化膜刚果红截留能力的影响。从FESEM观察到提高铸膜液浓度膜会使膜变得更致密、孔隙率降低。研究结果表明，矿化能够提高膜的纯水通量，矿化膜对刚果红表现出良好的截留性能。 收起