前言
众所周知,纳米纤维是纳米尺寸的新型高分子材料,被广泛用于科学技术的各个领域,是未来材料科学的主要研究和发展对象之一。纳米纤维是一类具有迷人性质的材料,一方面纳米纤维具有微米甚至毫米以上的长度,表现出材料的宏观性质;另一方面纳米纤维具有亚微米甚至纳米尺寸的直径,表现出材料的微观性质,因此,纳米纤维同时具有高分子材料的宏观性质与微观性质。静电纺纳米纤维正是纳米纤维材料的典型代表,其独特的性质给材料科学与技术领域带来新的机遇与挑战。作为纳米纤维的另一个代表就是超细多糖纳米纤维,该纤维不仅具有纳米尺寸效应,更具有表面多功能化的特点,弥补了静电纺纳米纤维的不足;与静电纺纳米纤维有机结合,创造出具有全新的结构和性质的纳米纤维复合材料,其典型的应用就是用于污水净化与海水淡化的各种水净化膜。
本书是笔者在美国Stony Brook University化学系,在Benjamin S. Hsiao与Benjamin Chu两位教授的课题组多年研究的成果总结与升华;也包括回国后在国家自然科学基金等资助下的若干研究成果。这些研究成果发表在Biomacromolecules,Journal of Materials Chemistry,ACS Macro Letters,Journal of Membrane Science等相关国际期刊上。书中的插图和表格分别来自于作者的研究数据和结果模拟,并提供了相关的参考文献。
全书共分为5章,从膜的起源讲到膜的种类,进而以静电纺纳米纤维作为主体,研究其独特的宏观-微观特性对于水净化膜的净化效率的贡献。与超细多糖纳米纤维相结合,制备出微滤、超滤、纳滤、反渗透、正渗透、蒸馏膜等一系列纳米纤维复合膜,并应用于水净化的各个领域,为读者深入了解纳米纤维的特性与水净化效率的构效关系提供理论线索和实验支持,为未来水净化膜的研究和产业化指明了新的发展方向。
感谢中国国家自然科学基金(51673011)、北京化工大学有机无机复合材料国家重点实验室(oil-201503004)和中央高校基本科研业务费(buctrc201501)的财政支持。衷心感谢Stony Brook University的Benjamin S. Hsiao和Benjamin Chu两位教授的合作以及相关基金的支持。感谢笔者课题组的诸位研究生的帮助,感谢所有为本书出版做出贡献的同仁们。
由于笔者学识有限,所撰写的内容亦是膜科学与技术发展的前沿问题,因此,书中的疏漏与不妥之处在所难免,敬请广大读者批评指正,笔者衷心感谢。
马洪洋
2018年10月
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