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正渗透是一种能耗较低的海水淡化技术,受到越来越多的重视。驱动质的选择和制备是其关键问题之一。驱动质的选择需要满足四个条件:无毒无害、能有效降低水的化学势、易于分离、重复利用,在制备过程中满足工艺简单、能耗低等要求。本文以制备工艺简单、分离容易为目标合成了两类驱动质:亲水性磁性粒子和温敏性水凝胶,研究了它们的结构与性能。 以FeCl3和FeCl2为Fe源,在反相乳液中采用共沉淀法制备得到的磁性粒子,表面具有亲油特性,进而采用KOH溶液水解得到亲水性磁性粒子,具有良好的亲水性,通过改变其在驱动液中的浓度可增大正渗透过程的水通量。由于其较好的超顺磁性,在磁场中能很快分离出来,重复利用,将具有良好的应用前景。 为探究反相乳液法制备得到的磁性粒子与表面活性剂的结合方式,采用分子动力学模拟方法,分析了两种表面活性剂分别在水解前和水解后与Fe3O4晶面的结合能,结果表明,表面活性剂含有的大量羟基与磁性粒子能形成氢键紧密结合在一起,同时分子结构对结合能的大小有着很大影响。 温敏性水凝胶由于存在最低临界相转变温度,在超过该温度时,水凝胶会迅速收缩而使得吸收的水分流出,实现了较好的分离效果。但是在退水过程中,由于凝胶外部退水快,内部退出的水不能及时流出,会在外表面形成一层致密的膜,从而进一步阻止了水分的快速流出。本文采用温敏性聚N-异丙基丙烯酰胺凝胶作为驱动质,与海绵形成互穿网络结构,极大的增加了其吸水退水速率,并且在多次吸水退水后内部孔道结构依然存在。