亲水吸湿性功能材料用于有机相除水的研究
膜分离技术在水处理中的研究热点与进展
膜分离技术在水处理中的研究热点与进展膜分离技术是一种基于膜作为过滤媒介的分离方法，随着近年来环境保护和水资源管理的重要性不断提升，膜分离技术在水处理中的研究热点与进展也越来越受到关注。
本文将从膜分离技术的基本原理、膜材料的研究与发展、膜分离技术在水处理中的应用等方面进行深入探讨。
1. 膜分离技术的基本原理膜分离技术是一种通过膜的选择性通透性，将混合物中的溶质分离出来的方法。
基本原理是利用膜的微孔、多孔或半透膜特性，通过溶质在膜上的分配差异，使溶质实现传递或吸附从而分离出来。
膜的通透性决定了它能够与哪些溶质有效交互，因此膜材料的研究与发展是膜分离技术进展的基础。
2. 膜材料的研究与发展膜材料的选择对膜分离技术的性能至关重要。
目前主要有有机膜、无机膜和复合膜三种类型的膜材料。
有机膜分为聚合物膜、纤维素膜、磺化膜等；无机膜分为陶瓷膜、金属膜和无机有机复合膜等。
近年来，多孔材料、纳米材料和功能化材料等新材料引起了研究人员的极大关注。
（1）多孔材料：多孔材料具有良好的通透性和高选择性，可以通过调节孔隙的大小和形状来实现对不同溶质的有效分离，如炭材料、炭纳米管等。
多孔材料的发展有助于提高膜的通透性、分离效率和抗污染性能。
（2）纳米材料：纳米材料具有独特的大小效应和表面效应，可以调控溶质在膜上的传递和吸附行为，提高分离的效果和选择性。
研究者正在研究纳米孔道膜、纳米复合膜等新型纳米材料的制备方法和性能。
（3）功能化材料：功能化材料通过改性和修饰膜材料表面，增强膜的亲水性、抗污染性和抗菌性能。
例如，添加活性炭、纳米银等抗菌材料可以抑制膜表面的生物污染。
3. 膜分离技术在水处理中的应用膜分离技术在水处理中具有广泛的应用前景，主要包括反渗透、超滤、微滤和气体分离等。
在反渗透技术中，通过膜的选择性通透性将溶质和溶剂分离开来，可以有效去除水中的无机盐、有机物和微生物。
在超滤和微滤技术中，通过调节膜的孔径，可以去除水中的悬浮物、胶体和大分子有机物。
干制水生植物的亲水性与疏水性研究
干制水生植物的亲水性与疏水性研究植物是地球上最为独特且重要的生物之一。
他们具有复杂而多样的结构来适应其生存环境。
其中，水生植物在水中生长，其表面性质对其生存和繁殖至关重要。
本文将讨论干制水生植物的亲水性与疏水性，探索相关研究的发现和应用前景。
水生植物的亲水性使它们能够吸收和保持水分，帮助植物维持生活活力。
有关植物表面性质的研究揭示了植物与水分之间的微观相互作用。
植物表面的多孔结构和特殊的生物化学组成使植物能够最大程度地吸收水分。
这些特性可以通过不同的研究方法进行评估。
一种常见的研究方法是测量植物叶片的接触角。
接触角度量了液体在固体表面上的扩展能力。
在植物表面，液滴在叶片上的接触角测量可以反映出植物的亲水性或疏水性。
一般来说，较小的接触角表示高亲水性，而较大的接触角则表示疏水性。
通过测量植物叶片的接触角，我们可以研究植物的表面特性。
研究表明，植物表面的微观结构对植物的亲水性和疏水性起着重要的作用。
微观结构主要包括表面纹理、毛发和气孔等。
这些特征可以增加表面积，并改变液滴在植物表面的行为。
例如，莲花叶片上的微观纹理可以减少液滴在表面上的接触角，使其表现出较高的亲水性。
类似地，些许结构性纹理和毛发可以使水在植物表面形成滴状，表现出较高的疏水性。
微观结构与植物表面的化学成分共同影响着植物的表面性质。
利用水生植物的表面性质可以有多种应用。
首先，水生植物的亲水性和疏水性可以直接影响其生长环境。
亲水性植物表面可以帮助植物在水中吸收足够的水分，以保持生长和健康。
相反，疏水性植物表面可以抵御负面影响，例如有害微生物的附着和病原体的传播。
因此，了解植物表面的亲水性和疏水性对于植物的生长管理和农业生产至关重要。
另外，研究植物表面性质还可以为生物材料的设计和应用提供新思路。
通过借鉴水生植物表面的特性，科学家们可以开发出具有亲水性或疏水性的材料，用于各种应用领域。
例如，仿生学的研究发现莲花叶片的微观结构可以用于设计能够抗污染的表面材料。
聚丙烯酸系吸附性树脂材料的合成及应用研究进展
第40卷第8期 当 代 化 工 Vol.40，No.8 2011年8月 Contemporary Chemical Industry August，2011 聚丙烯酸系吸附性树脂材料的合成及应用研究进展蒋 磊1，黄红军1，王 康1，万国顺2，张东升3（1. 军械工程学院 先进材料研究所，河北 石家庄 050003；2. 解放军驻743厂军代室，山西 太原 030027；3. 吉林预备役步兵第四十七师，吉林 吉林 132000）摘 要： 聚丙烯酸系吸附性树脂材料是一种以强亲水能力为基础的树脂材料，其应用领域十分广泛。
且随着应用研究的不断深入，其功能已经扩展至吸水、吸湿、离子吸附等领域。
综述了近几年国内外对丙烯酸系吸附树脂材料的合成及应用研究情况，并对今后研究的发展方向进行了探讨。
关 键 词： 聚丙烯酸系吸附树脂； 吸湿； 吸附； 合成； 进展中图分类号： TQ 325.7 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2011）08-827-05Research Progress in Preparation and Application ofPolyacrylatic Absorbent ResinJIANG Lei1，HUANG Hong-jun1，WANG Kang1，WAN Guo-shun2，ZHANG Dong-sheng3(1. Institute of Advanced Material ,Ordnance Engineering College, Hebei Shijiazhuang 050003, China;itary Representative Office in No.743 Factory, Shanxi Taiyuan 030027, China;3. No.47 Reserve Infantry Division, Jilin Jilin 132000, China)Abstract: Polyacrylatic absorbent resin has strong hydrophilic ability and wide application range. With deepening ofapplied research, its functionality has been extended to water absorption, moisture absorption and ion absorption. Inthis paper, research progress in synthesis techniques and application of polyacrylatic absorbent resin was summarized,then the future research direction was discussed.Key words: Polyacrylatic absorbent resin; Moisture absorption; Absorption; Preparation; Progress聚丙烯酸系吸附树脂是以丙烯酸类为原料，通过聚合方法合成的高分子树脂材料。
Science子刊：亲水材料竟然可以滴水不沾，淡水收集神器！
Science子刊：亲水材料竟然可以滴水不沾，淡水收集神器！第一作者：戴贤明通讯作者：戴贤明、黄得胜第一单位：宾州州立大学（美国）地球上有40亿人严重缺乏淡水资源，美国工程院把淡水资源列为人类面临的重大挑战之一。
现有的很多造水技术(比如海水淡化，光热蒸发) 和节水技术 (比如电厂冷却) ，常常会涉及到水从汽态到液态的转变。
这就需要一种高效的集水材料，既能有效捕获水蒸气或者小水滴，同时能滴水不沾。
开发出能有效收集空气中水分并使其从表面脱落从而被收集一直是科学家们努力的方向。
如果成功开发出来，有可能为干旱地区提供淡水资源。
图1.干涸的土地问题在于：亲水表面通常很容易吸收空气中的水蒸气和小水滴，但是会形成一层液膜，从而使吸收到的水分不能被有效收集。
现有的不沾水材料普遍具有疏水性，要么依赖空气实现液滴弹跳，要么就是表面与水的接触面积太小。
此前在亲水的固体上还没有发现过不沾水的表面。
有鉴于此，德州大学达拉斯分校的戴贤明博士和美国宾州州立大学的黄得胜博士从大自然中的水稻叶子和猪笼草获得启发，合作开发出一种连水蒸气也不沾的亲水粗糙表面，实现了亲水材料滴水不沾的突破！图2.不沾水的亲水材料被开发出来，现有的不沾水材料普遍为疏水研究指出，这种既亲水又不沾水的粗糙表面，能大大促进水的高效捕获和收集。
为什么需要这样的材料呢？我们先从甲壳虫说起。
图3. 甲壳虫吸收水分沙漠中的甲壳虫在干涸的环境中之所以能生存，是依靠从雾中收集液滴提供生存所需的水分。
甲壳虫其表面有亲水和疏水相间的化学物质，亲水表面有利于收集雾中的水滴，疏水表面有助于水珠滑落从而被饮用。
亲水表面利于吸水，疏水表面利于排水，两者一直都有着相互竞争的功能。
甲壳虫从雾中吸水是通过表面的疏水结构来使水滴脱落，大自然中的植物比如水稻叶子之所以不沾水，是因为其表面的疏水化学物质和微纳米粗糙物理结构能“锁”住一层空气。
下雨时水滴漂浮在这层气体上，从而不会沾在叶子表面。
图4. 水稻叶而这项研究采用亲水的液体润滑来调控固体表面的性质，可以使固体表面变得亲水而不沾水。
新型材料在水污染治理中的应用研究
新型材料在水污染治理中的应用研究水污染一直是全球面临的严重环境问题之一。
为了改善水质并净化水源，科学家们不断探索和研发新型材料在水污染治理中的应用。
本文将重点介绍几种常见且有潜力的新型材料，并探讨它们在水污染治理中的应用研究。
1. 纳米材料纳米材料在水污染治理中展现出了巨大的潜力。
纳米颗粒的小尺寸和巨大比表面积使其能够高效地吸附、分解和催化水中的污染物。
例如，纳米铁颗粒可以通过还原反应去除水中的重金属离子和有机污染物。
此外，纳米二氧化钛还可以利用光催化作用降解水中的有机物质。
这些纳米材料的应用研究为水污染治理提供了新的途径。
2. 膜技术膜技术是另一种常见的水污染治理方法，而新型的膜材料使得该技术更加高效和可持续。
例如，石墨烯膜由单层石墨烯构成，具有很高的通透性和选择性，对水中的污染物具有很好的分离效果。
此外，新型仿生膜材料如鳞片结构膜和多孔膜也被广泛研究，以模拟自然界的分离过程，减少能耗和废物产生。
3. 生物材料生物材料在水污染治理中的应用也日益受到关注。
植物纤维、藻类和微生物等天然生物材料被发现具有良好的吸附和分解水污染物的能力。
例如，某些植物纤维具有高比表面积和亲水性，可以有效吸附水中的重金属离子和有机物质。
此外，海藻和微生物也被用于生物吸附和生物降解，为水污染治理提供了一种可持续和环保的解决方案。
4. 多功能材料随着科技的发展，研究人员开始将多种材料组合成复合材料，以应对水污染的多种问题。
例如，纳米材料和纤维素可以组合成纳米纤维素复合材料，具有高吸附能力和低残留率；纳米材料和活性炭可以结合成纳米活性炭复合材料，提高吸附和催化催化降解的效果。
这些多功能材料的研究不仅提高了水污染治理的效率，还减少了材料的使用量和处理成本。
综上所述，新型材料在水污染治理中的应用研究具有巨大潜力和广阔发展前景。
纳米材料、膜技术、生物材料和多功能材料的应用为改善水质和净化水源提供了新的思路和方法。
通过持续的科研和创新，相信新型材料将在未来的水污染治理中发挥更加重要的作用。
两亲性生物材料及其在药剂学中的应用_OK
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• 聚合物胶束形成以后，需要对胶束进行表征，以进一步了 解胶束的性质。对胶束的表征包括：临界胶束浓度、胶束 的粒径分布、胶束的形态。
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三．粒径和形态的测定
• 胶束粒径主要取决于共聚物的分子量、分子组成和制备方 法等。共聚物分子量较大时，胶束粒径也较大；分子量一 定时，疏水链/亲水链比值越大，粒径也越大；制备过程 中所用有机溶剂的种类、超声频率和时间、温度等都会影 响粒径。胶束的粒径及其分散度可用动态光散射法测量。
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载药纳米胶束作为新的药物释放系统，具有独特的性能：
1、受胶束保护，药物能延长在血液循环中的停留时间，避 免RES的吞噬或肝脾等组织的吸收，有利非肝位病灶的治 疗
2、小尺寸和大表面积/体积比，能增强药物对肿瘤组织血 管壁的渗透，促进细胞内药效发挥，实现靶向释药
3、对难溶于水的疏水性药物有明显的增溶效果
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激光动态光散射法（DLS）
• 光传播时其交变的电磁场引起介质中分子的电子产生强迫 振动，这种振动成为二次波源向各个方向辐射电磁波，这 是光散射的起因。
• 当微粒子或分子的极化率与周围介质的极化率不同时，便 可观察到散射光。如果散射中没有能量转移，散射光的频 率应与入射光的频率相同，即发生所谓的静态光散射。但 实际上，介质中的质点或分子在不停地作布朗运动，入射 光与热运动的分子或粒子发生准弹性碰撞，使它们发生微 小的能量化，结果是散射光场以入射光频率为中心而宽， 此时即发生所谓的动态光散射。
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第一节 两亲嵌段共聚物和载药纳米胶束
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两亲性嵌段共聚物--载药纳米胶束
关于嵌段共聚物：由化学结构不同的链段交替聚合而成的 线型共聚物，二嵌段共聚物，如苯乙烯-丁二烯共聚物； 三嵌段共聚物，如苯乙烯-丁二烯-3-氯丙烯共聚物；多嵌 段共聚物。 关于两亲性嵌段共聚物：由亲水与疏水链结组成的嵌段共 聚物，在水中形成球形胶束结构，其中疏水嵌段构成胶束 的芯，亲水嵌段围绕该核构成疏水性外壳。 水中形成的胶体结构：直径在纳米级范围（＜200nm）， 疏水嵌段组成的芯可以作为微药库，大多数药物是疏水的， 它们可以通过化学键和或者物理包埋方式结合到胶束芯内。 这样，两亲性嵌段共聚物就形成了载药纳米胶束，即聚合 物/药物胶束，形成新的药物释放系统。
211219792_金属-有机框架复合物MOFs在水处理膜材料中的研究进展
83基金项目：新疆科技学院大学生创新创业训练计划项目（项目编号：Ｓ２０２２１３５６１０２１；项目名称：水处理用混合基质膜的制备及应用性能研究）成果近年来，随着经济规模的不断扩大和人口数量的不断增加，水资源匮乏和水资源污染的问题日益凸显。
在水资源危机下，具有操作简单、分离效率高、能耗低、占地面积小且对环境友好优势的膜分离技术在污水处理和海水淡化方面取得很大的进展[1]。
膜分离技术的核心是膜材料，目前市售的膜材料多为高分子聚合物膜和无机膜。
高分子聚合物膜，如聚偏氟乙烯（PVDF）、聚醚砜（P E S ）、聚砜（P S ）、乙酸纤维素（CA）、聚丙烯腈（PAN）、聚酰胺（PA）等，虽然具有价格低廉和易加工的优点，但是存在着膜易污染的问题，从而导致膜使用寿命缩短。
对于无机膜，如金属膜、陶瓷膜等，虽然机械强度高、化学性质稳定但是存在着质脆不易加工的问题而限制了其大规模使用[2]。
此外，有机高分子膜和无机膜均受到渗透性能和选择性能的“trade-off”之间相互博弈的trade-off效应困扰[3]。
在高分子聚合物膜中引入一些亲水性的无机粒子制备的混合基质膜不仅结合了聚合物膜和无机膜的优点，而且在膜性能上有较大的提高，能够克服trade-off效应，是目前研究较热的一种膜材料。
但混合基质膜中的两相之间存在排斥作用，造成的界面缺陷对膜性能有着较大影响，限制了混合基质膜的工业化应用。
对球状、管状、片状的填充剂进行有机改性以提高其与聚合物膜的相容性，以减少两相间的界面是目前的聚焦点。
此外，由无机金属离子簇和有机配体通过自组装形成的具有周期性网络结构的晶体多孔材料金属-有机框架复合物（MOFs）也得到了许多研究学者的关注。
与修饰后的无机粒子相比，MOFs具有独特的优势：（1）通过选择具有不同配位数的金属离子以改变MOFs中的有机配体个数；（2）可以选择具有不同官能团的有机配体进行功能的定向设计[4]。
本文基于MOFs填充剂的独特优势，对目前研究较多的MOFs材料的不同系列进行概括研究，介绍其在水处理方向的理论基础以及其对混合基质膜性能的影响和相关应用，并对其进行了展望。
有机硅表面活性剂的应用及研究进展
有机硅表面活性剂的应用及研究进展1.功能性涂料和涂层剂：有机硅表面活性剂可以作为涂料和涂层剂的分散剂、增稠剂、润湿剂和降低反应性的剂量。
有机硅表面活性剂的独特结构和性质使得涂料具有优异的附着性、耐磨性和耐化学性，并且能够提供超级疏水性和超级亲水性的性能。
2.肥皂、洗涤剂和清洁剂：有机硅表面活性剂的亲油性和亲水性可以被应用于肥皂、洗涤剂和清洁剂等产品中。
3.医药领域：有机硅表面活性剂可以在制药生产中作为辅助剂，用于增加药物的溶解度和稳定性。
4.纺织品和塑料处理剂：有机硅表面活性剂可以用作纺织品和塑料处理剂，可提高纺织品和塑料的柔软性、耐久性和抗静电性能。
5.个人护理产品：有机硅表面活性剂在个人护理产品中应用广泛，例如洗发水、沐浴露、面霜等，可提供更好的泡沫性和润滑性。
近年来1.绿色合成方法：研究人员致力于开发低能耗、低污染的合成方法，例如采用微波辅助合成、酶催化合成等。
2.分子结构设计：通过调控有机硅表面活性剂的分子结构，研究人员可以获得具有特定性质和功能的表面活性剂，如自组装性能、温度响应性能和荧光性能等。
3.纳米粒子修饰：通过将有机硅表面活性剂与纳米材料相结合，可以获得具有特殊性质和功能的复合材料，如磁性纳米粒子和金属纳米粒子修饰的有机硅表面活性剂。
4.应用拓展：近年来，有机硅表面活性剂在环境治理、油田开发和废水处理等领域的应用得到了广泛关注。
研究人员不断探索有机硅表面活性剂在新领域的应用潜力。
总结起来，有机硅表面活性剂具有广泛的应用领域，其研究进展主要体现在绿色合成方法、分子结构设计、纳米粒子修饰和应用拓展等方面。
随着对环境友好和高性能产品需求的增加，有机硅表面活性剂的研究和应用前景仍然十分广阔。
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为了减少有机 相 中 水 相 夹 带,一 些 萃 取 厂 在 级间设置了不同的处理装置.澳大利亚的楚奎开 梅塔厂设计了凝 并 器 装 置,在 该 装 置 中 填 装 了 高 压聚 乙 烯 填 料,填 料 的 比 表 面 积 大、孔 隙 大,使 得 小液滴与填料接 触 时 被 滞 留、凝 聚 并 形 成 大 滴 下 沉,利用这种设备 可 使 有 机 相 中 水 相 夹 带 量 减 少 ９９％[１],但此装置适合生产规模较大的工业生 产, 对于中小型水冶工艺并不适用.
图１ ３０％ TBP＋磺化煤油萃取纯化流程
境 污 染 ,同 时 也 会 降 低 再 生 后 有 机 相 的 萃 取 效 率 . 因此,笔者开展反 萃 取 模 拟 体 系 中 有 机 相 除 水 技 术 研 究 ,筛 选 适 宜 的 亲 水 吸 湿 材 料 ,确 定 适 宜 的 水 分 分 析 方 法 ,并 检 验 功 能 材 料 的 除 水 效 果 .
溶剂萃取作为经典的 水 冶 方 法,在 湿 法 冶 金 领域应用广 泛.在 水 冶 萃 取 工 艺 中,受 整 个 体 系 温 度 、黏 度 、相 比 、pH、萃 取 器 的 结 构 形 式 、澄 清 面 积 和 速 率 、搅 拌 速 度 等 因 素 的 影 响 ,水 相 会 夹 带 和 混溶一定量的有 机 相,有 机 相 中 也 会 夹 带 很 少 量 的 水 相 ,这 部 分 水 相 的 分 相 时 间 长 或 几 乎 不 分 相 . 经分析统计,有机 相 中 夹 带 水 相 的 质 量 浓 度 一 般 在１００~５００ mg/L,平均约３００ mg/L.
收 稿 日 期 :２０１８Ｇ０４Ｇ０２ 第一作者简介:张海燕(１９８０—),女,黑龙江齐齐哈 尔 人,高 级 工 程 师,主 要 从 事 铀 矿 水 冶、伴 生 铀 矿 资 源 水 冶 技 术
研究.
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铀 矿 冶
第 ３８ 卷
料 、超 强 Leabharlann 分 子 吸 水 材 料 以 及 其 他 材 料 等 . １)亲 水 性 吸 湿 材 料 ,如 棉 纱 、粘 纤 等 纺 织 纤 维
TBP 萃取纯 化 铀 是 许 多 国 家 普 遍 采 用 的 方 法.TBP 具有 挥 发 性 小、安 全 性 好、化 学 稳 定 性 较 强 等 优 点 ,其 萃 取 纯 化 主 要 流 程 如 图 １ 所 示 .
在 TBP 萃取、负载有机相洗涤、反萃取、有机 相再生处理等过程均会出现有机相夹带水现象, 尤其是在有机相 反 萃 取 过 程 中 夹 带 水 量 较 大,当 有 机 相 再 生 时 ,废 液 中 铀 的 含 量 增 加 ,容 易 造 成 环
１ 材料与测试方法的选择
１．１ 功能材料的选择 目 前 ,水 相 除 油 方 面 的 文 献 报 道 较 多 ,而 有 机
相除水方面的研究鲜有报道.用于有机相除水的 功能材料应具有 亲 水 性,按 材 料 的 亲 水 吸 湿 性 进 行 分 类 ,主 要 包 括 亲 水 性 吸 湿 材 料 、亲 水 疏 油 性 材
亲水吸湿性功能材料用于有机相除水的研究
张海燕,舒祖骏,任 燕,王 皓
(核工业北京化工冶金研究院,北京 １０１１４９)
摘要:在反萃取过程中出现有机相 夹 带 水 相 现 象,容 易 引 起 有 机 相 再 生 后 的 废 液 中 铀 含 量 升 高,造 成 环 境 污 染.试验筛选出改性纤维和棉纱亲水吸湿功能材料,对有机相中水分的分析方法进行了比选,并 开 展 了 ２ 种 亲 水吸湿性材料对３０％ TBP＋磺化煤油的反萃取过 程 的 除 水 试 验. 结 果 表 明:对 于 ３０％ TBP＋ 磺 化 煤 油 的 反 萃取体系,卡尔费休库仑法是最适宜 的 水 分 分 析 法;改 性 纤 维 和 棉 纱 均 可 实 现 反 萃 取 过 程 中 有 机 相 夹 带 水 的 １００％ 去 除 . 关 键 词 :溶 剂 萃 取 ;除 水 ;改 性 纤 维 ;棉 纱 ;亲 水 材 料 中 图 分 类 号 :TQ３１７;TL２１２．３２ 文 献 标 志 码 :A 文 章 编 号 :１０００Ｇ８０６３(２０１９)０１Ｇ００２３Ｇ０６ doi:１０．１３４２６/j．cnki．yky．２０１９．０１．００５
第 ３８ 卷 第 １ 期
铀 矿 冶
Vol������３８ No������１
２０１９ 年 ２ 月
URANIUM MINING AND METALLURGY
Feb������２０１９
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