О технологии плазменной обработки при модификации поверхности фильтрующих мембран

Плазменная обработка — это технология модификации поверхности фильтрующих мембран, основная функция которой — повышение производительности фильтрующей мембраны. Так называемая плазма относится к состоянию ионизированного газа, содержащего свободные электроны, ионы, свободные радикалы и нейтральные молекулы. Он состоит из частиц высокой энергии. Технология плазменной обработки заключается в проведении плазменного разряда низкого давления на мембранных материалах для получения активных веществ и частиц высокой энергии. Взаимодействует с поверхностью мембраны на молекулярном уровне, вызывая различные изменения свойств мембраны.

Применяя высокочастотные электрические поля или другие источники энергии к газам низкого давления для стимулирования ионизации и диссоциации молекул газа, образуется ионизированный газ, состоящий из заряженных частиц (таких как электроны, ионы, свободные радикалы и вещества в возбужденном состоянии). Во время плазменной обработки эти высокоэнергетические электроны и ионы сталкиваются с молекулами газа, образуя различные химически активные вещества, включая свободные радикалы (такие как кислород, азот и гидроксильные радикалы), возбужденные атомы и ионы.

Активные вещества, образующиеся при плазменном разряде, могут взаимодействовать с поверхностью фильтрующей мембраны, разрушать химические связи на поверхности и вводить новые функциональные группы или изменять существующие поверхностные химические свойства, тем самым повышая реакционную способность поверхности мембраны. Плазменная обработка может ввести определенные функциональные группы или изменить существующие химические связи на поверхности пленки. Например, если при плазменной обработке используется кислородсодержащий газ, свободные радикалы кислорода могут вступать в реакцию с поверхностью, что приводит к введению кислородсодержащих функциональных групп с образованием гидроксильной (-ОН) или карбонильной (-C=O) группы. и т. д. или преобразовать метильную группу (-CH3) на поверхности мембраны в карбоксильную группу (-COOH) и т. д. Эта функционализация может изменить поверхностные свойства мембраны, такие как гидрофильность, поверхностная энергия, антибактериальные свойства или химические свойства. . производительность реакции.

Плазменная обработка также может вызвать реакции сшивки или полимеризации на поверхности мембраны. Реактивные вещества, образующиеся в плазме, могут запускать химические реакции между полимерными цепями, образуя тем самым ковалентные связи, что может улучшить механическую прочность и химическую стабильность фильтрационной мембраны. и долговечность. В то же время он также оказывает очищающее действие на поверхность мембраны, поскольку реактивные вещества могут взаимодействовать с органическими загрязнителями, остаточными мономерами или другими примесями, присутствующими на поверхности, и удалять их. Этот очищающий эффект может улучшить чистоту и производительность фильтрующей мембраны.

Если смотреть с микроскопического уровня, плазменная обработка для модификации поверхности может изменить топографию поверхности, шероховатость и морфологию фильтрующей мембраны, главным образом потому, что она изменяет организацию полимерной цепи, способствует перегруппировке или вызывает поперечные сшивки материала внутри структуры и т. д. микроскопические изменения могут повлиять на эффективность фильтрации мембраны, размер пор и взаимодействие поверхности с частицами или жидкостями.

Короче говоря, технология плазменной обработки — это эффективный способ улучшить характеристики фильтрующих мембран. Этот тип технологии позволяет точно контролировать модификацию поверхности фильтрующей мембраны на молекулярном уровне и может улучшить эффективность фильтрации, селективность, долговечность и совместимость фильтрующей мембраны для конкретных применений.