杂萘联苯聚醚砜酮膜结构优化：计算机直接试验设计

"杂萘联苯聚醚砜酮膜结构计算机直接试验设计 (2009年)" 这篇论文主要探讨了如何利用计算机直接试验设计来优化杂萘联苯聚醚砜酮（PPESK）膜的结构，以提高其在水处理和分离过程中的性能。研究中，研究人员选取了PPESK与聚乙烯吡咯烷酮（PVP）以及N-甲基吡咯烷酮（NMP）作为铸膜液体系，通过调整聚合物浓度和PVP添加剂的比例，来改变膜的特性。 首先，研究引入了一个膜结构参数——趋向海绵膜结构特征分数St，这个参数能够定量描述膜的结构特征。通过计算机直接实验设计，研究人员能够系统地研究不同条件下的膜性能变化，包括水通量、截留率以及膜的微观结构。 论文中提到了三个数学模型，分别用于描述PPESK膜的水通量、截留率以及膜结构。这些模型揭示了PVP添加剂和聚合物浓度对膜性能的显著影响。随着聚合物浓度和PVP添加剂的增加，膜的水通量降低，截留率也相应下降，这表明膜的孔隙可能会变小，导致水通量减少，同时可能降低了对特定物质的截留效率。此外，膜的结构从指状结构向海绵结构转变，这种变化会影响膜的渗透性和选择性。 在实验设计方面，论文对比了传统的正交设计和旋转设计，指出它们在试验点代表性、均匀性和试验次数上的局限性。相比之下，计算机直接试验设计能更好地满足随机化、局部控制和重复的原则，允许研究人员根据实际因素水平灵活安排实验，通过比较不同方案的优劣来优化膜的性能。 实验结果与模型预测值的吻合度较高，证实了采用计算机直接实验设计可以有效调控PPESK超滤膜的结构和性能。这种方法对于优化膜制备工艺，提升膜材料在水处理和分离领域的应用潜力具有重要意义。 关键词：杂萘联苯聚醚砜酮；计算机直接实验设计；聚乙烯吡咯烷酮；相转化 中国图书分类号：TQ028.8 这篇论文展示了如何通过科学的实验设计方法改进聚合物膜的性能，对于膜科学技术领域，尤其是水处理技术的研究者和工程师来说，提供了有价值的参考。