碳/硅杂化膜的制备、微相结构及膜相中渗透分子传递机理

合成聚硅氧烷酰亚胺共聚物(PSI)膜，进一步热解制备碳/硅杂化膜。研究杂化膜中硅的存在形态、膜主体微相结构和膜表面结构，以确定杂化膜表面与主体结构的差异。研究膜表面组成，确定膜相结构与硅含量之间关系，并探索膜相分离对膜的分离性能的影响。研究碳的存在形态，判别硅在膜表面与膜主体中相态。探明PSI膜与杂化膜相结构之间关系，以便可以通过控制前驱体PSI的结构来控制最终杂化膜的结构。由于杂化膜表面与主体微相结构的差异，膜表面与膜主体部分连续相和分散相组分不同，导致渗透分子在膜表面扩散与在膜主体部分扩散会存在明显差别。用改进的Maxwell模型及分子模拟方法模拟渗透分子在两不同相(连续相与分散相)及相界面的扩散行为，有助于探明渗透分子在杂化膜中的扩散机理。以氯仿/水混合物等为实验体系研究杂化膜的吸附与渗透行为。据研究结论可弄清膜的微相结构、表面结构和膜性能的关系，对制备高性能疏水膜具有指导意义。