第三章 膜材料和膜制备-2

《膜科学与技术》思考题《膜科学与技术》思考题第⼀章导论1．什么是膜分离过程，⽤图加以解释。

答：膜分离过程以选择透过性膜（固体、液体、⽓体）为分离介质，当膜两侧存在某种推动⼒时，原料侧的组分选则性地透过膜以达到分离和提纯的⽬的。

2．膜分离过程的特点是什么？与传统分离过程相⽐最明显的优势在哪⾥？答：1. 是⼀个⾼效的分离过程。

分离系数⾼达80。

2. 能耗低。

被分离物质不发⽣相变化，分离过程通常在常温下进⾏。

3. 设备简单，占地⾯积⼩，操作⼗分便捷，可靠度⾼。

4 放⼤效应⼩。

设备的规模和处理能⼒可在很⼤程度上变化，⽽效率、设备的单价和运⾏费⽤变化不⼤。

3．膜分离技术主要的分离过程有哪些？这些过程所分离的对象是属于哪种状态的物质？答：反渗透Reverse Osmosis (RO) : 分离离⼦例如：海⽔脱盐、纯⽔制备超滤Ultra filtration (UF) ：分离分⼦例如：果汁的澄清、含油废⽔处理微滤Micro filtration (MF) ：分离粒⼦例如：城市污⽔处理⽓体分离Gas Permeation (GP) ：分离⽓体分⼦例如：富集氧⽓、氢⽓回收4．画出膜组件的⽰意图，标出各物流名称。

5．膜组件有哪⼏种形式？中空纤维膜组件(Hollow Fiber Module螺旋卷式膜组件(Spiral Wound Module)管式膜组件(Tubular Module平板式膜组件(Plate and Frame Module)⽑细管式膜组件(Capillary Module)6．60年代，Souriajan –Lone 研制的是什么膜？60年代,Lobe 和Souriajan 共同研制了具有⾼脱盐率和⾼透⽔量的⾮对称醋酸纤维素(CA)膜,使反渗透过程由实验室转向⼯业应⽤.与此同时,这种⽤相转化技术制备的具有超薄分离⽪层膜的新⼯艺引起了学术和⼯业界的⼴泛重视,在它的推动下,随后迅速掀起了⼀个研究各种分离膜和发展各种膜过程的⾼潮.7．R O、UF、GS分别代表哪些膜过程？RO—表⽰反渗透过程UF—表⽰超滤GS—表⽰⽓体分离过程第⼆章膜材料和膜的制备1．选择膜材料要考虑哪些⽅⾯的因素？答：具有良好的成膜性、热稳定性、化学稳定性、耐酸碱性、耐微⽣物性、耐氧化性。

第8张试卷姓名______________ 班级_______ 学号________复习巩固1、DNA分子多样性的原因是__________________________________________。

2、下图是DNA与RNA的8种核苷酸，分别写出各图的中文全称：腺嘌呤脱氧核苷酸 ____________________ ________________________________________________ ________________________________________________ 胞嘧啶核糖核苷酸 ___________________第三章细胞的基本结构生物膜的流动镶嵌模型基础知识过关一、对生物膜结构的探索历程1、19世纪末，欧文顿通过实验发现，凡是可以溶于脂质的物质，比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜，于是他得出结论：膜由____ 组成。

2、20世纪初，科学家将膜从哺乳动物的红细胞中分离出来，化学分析得出：膜的主要成分是________ 和____ 。

3、1925年，荷兰科学家将一定面积的细胞膜中的磷脂取出，分布于水面上，发现水面上磷脂分子所占的面积是原来细胞膜的2倍，说明得出：脂质分子是_______________。

4、1959年，罗伯特森在电镜观察到细胞膜的暗－亮－暗的三层结构，并提出生物膜的模型是：____________ 的三层结构。

5、1970年，科学家用荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合的实验，证明：膜具有___ 性。

6、1972年，桑格和尼克森提出：______ 模型，为大多数人所接受。

二、流动镶嵌模型的主要内容1、膜的基本支架是______________________；蛋白质有的_____________磷脂双分子层表面，有的____________磷脂双分子层里面，有的___________磷脂双分子层；因为_______________________与________________都可以运动，因此生物膜具有_______________。

制备细胞膜的材料及原因1. 引言细胞膜是细胞的重要组成部分，它起到了细胞内外环境的分隔作用，控制物质的进出和细胞内外的相互作用。

为了研究细胞膜的性质和功能，科学家们常常需要制备细胞膜的模型体系。

本文将介绍制备细胞膜的常用材料及其原因，帮助读者了解细胞膜的制备方法和相关研究。

2. 制备细胞膜的材料2.1. 磷脂磷脂是制备细胞膜的基本材料之一。

磷脂分子由疏水脂肪酸和亲水磷酸基组成，具有两性性质，能够形成双层结构，类似于细胞膜的磷脂双层结构。

磷脂的选择对于细胞膜模型的性质和功能起到了重要的影响。

常用的磷脂有磷脂酰胆碱（PC）、磷脂酰乙醇胺（PE）、磷脂酰丝氨酸（PS）等。

它们具有不同的疏水性和亲水性，可以根据需要调整细胞膜的性质。

例如，磷脂酰胆碱在细胞膜中占据较大比例，可以提高细胞膜的稳定性和流动性；磷脂酰乙醇胺在细胞膜中的含量较低，可以增加细胞膜的负电荷。

2.2. 胆固醇胆固醇是制备细胞膜的另一个重要材料。

胆固醇分子具有类似于磷脂分子的双亲性，可以插入到磷脂双层中，调节细胞膜的性质。

胆固醇的加入可以增加细胞膜的稳定性和流动性，调节细胞膜的流变性质。

胆固醇的含量对于细胞膜的性质有显著影响。

适量的胆固醇可以增加细胞膜的流动性，提高细胞膜对外界环境的反应能力；过多或过少的胆固醇都会影响细胞膜的性质和功能。

2.3. 蛋白质蛋白质是细胞膜的重要组成部分，也是制备细胞膜的关键材料之一。

蛋白质可以与磷脂分子相互作用，调节细胞膜的性质和功能。

在细胞膜模型的制备中，常常需要添加蛋白质来模拟细胞膜的复杂结构和功能。

蛋白质的选择和添加方式对于细胞膜模型的性质和功能起到了重要的影响。

不同的蛋白质具有不同的结构和功能，可以模拟细胞膜中的不同蛋白质。

蛋白质可以通过直接添加到磷脂双层中或者与磷脂分子形成复合物的方式引入细胞膜模型中。

2.4. 其他添加物除了磷脂、胆固醇和蛋白质，制备细胞膜的过程中还可以添加其他物质来调节细胞膜的性质和功能。

薄膜材料制备原理、技术及应用薄膜材料是在基材上形成的一层薄膜状的材料，通常厚度在几纳米到几十微米之间。

它具有重量轻、柔韧性好、透明度高等特点，广泛应用于电子、光学、能源、医疗等领域。

薄膜材料制备的原理主要涉及物理蒸发、溅射、化学气相沉积等方法。

其中，物理蒸发是指将所需材料制成块状或颗粒状，利用高温或电子束加热，使材料从固态直接转变为蒸汽态，并在基材上沉积形成薄膜。

溅射是将材料制成靶材，用惰性气体或者稀释气体作为工作气体，在高电压的作用下进行放电，将靶材表面的原子或分子溅射到基材上形成薄膜。

化学气相沉积是指在一定条件下，将气态前体分子引入反应室，通过化学反应沉积到基材上，形成薄膜。

薄膜材料制备技术不仅包括上述原理所述的基本制备方法，还涉及到不同材料、薄膜厚度、表面质量等方面的特定要求。

例如，为了提高薄膜的品质和厚度均匀性，可采用多台蒸发源同时蒸发的方法，或者通过旋涂、喷涂等方法使得所需薄膜材料均匀地覆盖在基材上。

此外，为了实现特定功能，还可以通过控制制备条件、改变材料组成等手段来改变薄膜的特性。

薄膜材料具有多种应用领域。

在电子领域，薄膜材料可以用于制作集成电路的介质层、金属电极与基板之间的隔离层等。

在光学领域，薄膜材料可以用于制作光学滤波器、反射镜、透明导电膜等。

在能源领域，薄膜材料在太阳能电池、锂离子电池等器件中扮演重要角色。

在医疗领域，薄膜材料可以用于制作人工器官、医用伽马射线屏蔽材料等。

此外，薄膜材料还应用于防腐蚀涂料、食品包装、气体分离等领域。

虽然薄膜材料制备技术已经相对成熟，但是其制备过程中仍然存在一些挑战。

例如，薄膜厚度均匀性、结晶性能、粘附性能等方面的要求十分严格，制备过程中需要控制温度、压力、物质流动等多个参数的影响，以确保薄膜的质量。

此外，部分薄膜材料的制备成本相对较高，制约了其在大规模应用中的推广。

总的来说，薄膜材料制备原理、技术及其应用具有重要的实际意义。

通过不断改进制备技术，提高薄膜材料的制备效率和质量，将有助于推动薄膜材料在各个领域的更广泛应用。

薄膜材料的制备和应用研究进展薄膜材料是一种在日常生活中用途广泛的材料。

它的应用范围涉及光学、电子、生物医学，甚至涂层等很多领域。

制备和应用研究方面也有很多成果，本文将从几个方面介绍薄膜材料的制备方法以及应用研究进展。

一、制备方法1、物理气相沉积法物理气相沉积法是指利用热能或者电子束激励的方式使材料蒸发并沉积在基底上形成薄膜。

这种方法可以制备高质量、高结晶度的薄膜材料。

其中分子束蒸发技术和反蒸发方法属于物理气相沉积法的一种，依靠非常高的真空和完整的分子束，可以制备出高质量的薄膜材料，但是设备成本也非常高。

2、化学气相沉积法化学气相沉积法是指在较低的气压环境下，将材料前驱体分子通过热解、裂解或者还原等化学反应，制备出薄膜材料。

这种方法成本较低，操作简单，可以制备大面积、高质量的薄膜，因此尤其适合大规模生产。

3、物理涂敷法物理涂敷法是指利用物理过程，将材料沉积在基底上形成薄膜。

常见的物理涂敷法有磁控溅射、电子束蒸发、激光蒸发等。

这种方法可以制备出膜层均匀、结构紧密的薄膜，但是缺点是沉积速度较慢，不能用于大面积生产。

4、化学涂敷法化学涂敷法是指利用化学反应将材料前驱体分子沉积在基底上形成薄膜。

常见的化学涂敷法有溶胶凝胶法、自组装法等。

这种方法可以制备出薄膜材料的更多形式，如多孔薄膜、纳米结构薄膜等。

但是化学反应的复杂度和化学材料的不稳定性也增加了制备过程的难度。

二、应用研究进展1、光电材料在光电领域，薄膜材料的应用非常广泛。

其中，一些透明导电薄膜材料如氧化铟锡、氧化镓锌、氧化铟和氧化钙、锡等材料已成为制作 OLED 光电器件的重要材料。

此外，半导体材料如氧化物和硫化物薄膜也被广泛应用于光电器件中，如可见光光伏器件、光传感器等。

因此，随着该领域的发展，薄膜材料在光电设备中的应用前景不断向好。

2、生物医学薄膜材料在生物医学领域的应用也越来越广泛。

其中，一种叫做生物基薄膜的材料能够在各种生物医学应用中发挥重要作用。

聚丙烯薄膜材料的设计和制备一、聚丙烯薄膜材料的概述聚丙烯(PP)是一种热塑性聚合物，具有良好的耐热性、化学稳定性和电气绝缘性能。

它是一种常见的塑料材料，在包装、医疗、建筑等领域有广泛的应用。

聚丙烯薄膜被用作包装材料、电容器隔膜、印刷材料和光学材料等。

二、聚丙烯薄膜的制备方法1. 薄膜挤出法聚丙烯薄膜通常采用薄膜挤出法制备。

挤出法是将熔融聚丙烯塑料通过挤出机挤压出来，经过冷却后形成薄膜材料。

挤出法可以生产高纯度、高质量、高性能的聚丙烯薄膜。

2. 溶液浇铸法聚丙烯薄膜的制备还可以采用溶液浇铸法。

浇铸法是将聚丙烯溶解在溶剂中，然后在平面表面上形成薄膜，最后通过蒸发的方式得到聚丙烯薄膜。

此法需要使用高纯度的溶剂和聚丙烯。

三、聚丙烯薄膜的设计要点1. 成膜条件聚丙烯薄膜的制备需要保证成膜条件，在生产过程中需要控制压力、温度、速度等因素，以确保薄膜的成型和成膜质量。

2. 厚度控制聚丙烯薄膜的制备需要控制薄膜的厚度，通常采用挤出机的挤出头模具形状和挤出机的挤出量控制。

3. 表面性能聚丙烯薄膜的表面性能对薄膜的应用影响很大，因此需要注意控制薄膜的亲水性和透光性。

4. 气密性聚丙烯薄膜的气密性很高，因此在生产过程中需要控制薄膜的微孔度，以保证薄膜的气密性能。

四、聚丙烯薄膜的应用1. 包装材料聚丙烯薄膜作为一种优秀的包装材料，在食品、医药、电子、化妆品和日用品等行业中得到广泛应用。

2. 隔膜材料聚丙烯薄膜在电容器、锂离子电池和其他电子元件中用作隔膜材料，具有良好的绝缘性能和耐高温性能。

3. 其他应用聚丙烯薄膜还在印刷、光学和建筑等领域中得到了应用，例如在建筑中用作隔离材料，在印刷中用作标签材料，在光学中用作光学膜等。

总之，聚丙烯薄膜作为一种重要的材料，在工业应用中起到了不可替代的作用。

制备高质量的聚丙烯薄膜需要注意薄膜的成型条件和气密性，完善的制备工艺和控制措施能够提高聚丙烯薄膜的生产效率和产品性能。