【摘 要】
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聚电解质可与多种反电荷物质通过静电络合实现组成与功能复合,在薄膜、凝胶、纤维等功能材料领域发挥着重要作用。聚电解质络合的动力学速度快,难于控制,限制了微结构与加工性,是该领域的难点。本文设计界面铺展络合等新方法,提高络合可控性,制备了高性能渗透汽化分离膜与水流发电膜。首先,采用pH调控抑制羧甲基纤维素钠（CMCNa）中部分羧酸官能团电离,与具有强络合能力的聚离子液体络合制备了聚离子液体络合物及其均
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聚电解质可与多种反电荷物质通过静电络合实现组成与功能复合,在薄膜、凝胶、纤维等功能材料领域发挥着重要作用。聚电解质络合的动力学速度快,难于控制,限制了微结构与加工性,是该领域的难点。本文设计界面铺展络合等新方法,提高络合可控性,制备了高性能渗透汽化分离膜与水流发电膜。首先,采用pH调控抑制羧甲基纤维素钠（CMCNa）中部分羧酸官能团电离,与具有强络合能力的聚离子液体络合制备了聚离子液体络合物及其均质膜（PILCM）。PILCM比CMCNa膜在酸性有机物脱水展现更加突出的优势。70°C下PILCM对90 wt%的异丙醇水溶液（pH=1-7）渗透汽化脱水,选择性为99.5±0.3 wt%,通量稳定在1.1±0.1 kg/m~2h。70°C下维持料液pH=2,PILCM的渗透汽化性能可稳定24 h。第一章通过“部分抑制电离”提高络合物材料加工性,启发“完全抑制电离”,通过构建聚电解质休眠态来实现受控引发络合。遴选聚苯乙烯磺酸钠（PSSNa）和聚乙烯亚胺（PEI）,通过调控pH抑制电离,设计PSSNa-PEI液滴在酸性水表面（pH=1-2.25）自发铺展,通过界面络合一步成膜。发现可以通过水的pH和表面张力调控络合物膜结构。研究了界面杂化络合物膜在水流发电方面的性能。其中,含1 wt%碳纳米管的络合物膜室温下可稳定产生电压390±20 mv。该方法不仅简化络合物制备与加工,还拓展了相溶的溶剂体系界面铺展的范围。综上所述,通过抑制弱聚电解质电离的方法,构建中间态及“受控”络合,对精细化调控聚电解质材料的结构,制备出的聚电解质功能膜材料在酸性有机物渗透汽化脱水以及水流发电方面具有很大的潜力。
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