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目前主流的抗菌膜制備方法是在基膜表面接枝抗菌物質(zhì)，常用的抗菌材料包括氧化石墨烯、碳納米管、抗菌聚合物、金屬離子等，但這些材料普遍存在著接枝方式復(fù)雜，且對(duì)環(huán)境有危害的缺陷。相比而言，季銨鹽類抗菌劑具有抗菌效果好，環(huán)境友好等特點(diǎn)，目前水溶性的小分子或高分子季銨鹽抗菌劑已經(jīng)廣泛應(yīng)用于水處理、食品、醫(yī)療衛(wèi)生和包裝材料等領(lǐng)域。然而，將季銨化合物直接接枝到膜表面所制備的抗菌膜仍存在制備流程復(fù)雜，成本較高等問題，這也使得目前開發(fā)的大部分季銨鹽功能膜無法大規(guī)模應(yīng)用于實(shí)際水處理系統(tǒng)。因此，為解決以上問題，開發(fā)新型親水抗菌功膜的制備方法是目前業(yè)內(nèi)所亟需的。 本成果中提出的制備方法將氯甲基化聚合物制備為中空纖維多孔膜，并制作為管殼式膜組件，之后采用過濾操作模式直接將叔胺化合物接枝到組件中的中空纖維膜絲上，從而制備出具有優(yōu)良抗菌性能的季銨化功能膜組件。該制備方法簡單便捷，且接枝穩(wěn)定性高，適合長期大規(guī)模應(yīng)用于實(shí)際膜法水處理體系中，且制備的超濾膜具有良好的親水性和抗菌性。抗菌膜制備簡單便捷，常溫常壓過濾操作即可完成接枝，且接枝穩(wěn)定性高，成本低，對(duì)水體中微生物去除率99.9%以上，尤其能抑制微生物在膜上（內(nèi)外表面，孔道壁面）生長。 圖1.性能參數(shù)

硅溶膠是一種由納米級(jí)的二氧化硅（SiO2?）顆粒均勻分散在水或有機(jī)溶劑中形成的膠體溶液。 一、基本特性 外觀與性質(zhì)：硅溶膠外觀多呈乳白色或淡青透明的溶液狀，無臭、無毒。它具有較高的分散性和穩(wěn)定性，在很大的pH值范圍內(nèi)都能保持穩(wěn)定。 化學(xué)成分：硅溶膠的分子式可以表示為mSiO2?⋅nH2?O，其中含有大量的水和羥基。 粒徑與比表面積：硅溶膠的粒徑一般在5至100納米之間，處于納米尺度，比表面積較大，通常在50至400平方米/克之間。 二、制備方法 硅溶膠的制備方法有多種，包括離子交換法、酸中和法、水解硅酸酯法等。這些方法的基本原理都是去除易溶于水的離子，使二氧化硅顆粒穩(wěn)定地分散在水中或有機(jī)溶劑中。 三、應(yīng)用領(lǐng)域 硅溶膠因其獨(dú)特的性能，在多個(gè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用： 耐火材料：硅溶膠具有強(qiáng)大的粘結(jié)力和耐高溫特性（可達(dá)1500°C至1600°C），是制作耐火材料的理想選擇。它可以用作硅酸鹽耐火纖維、耐火保溫磚和耐酸堿水泥的粘結(jié)劑。 涂料工業(yè)：在涂料中添加硅溶膠，可以增強(qiáng)涂料的牢固性、抗污性、防塵性、耐老化和防火性能。硅溶膠涂料適用于內(nèi)外墻、防火涂料以及鋼鐵工業(yè)中的絕緣填充涂料。 薄殼精密鑄造：硅溶膠在薄殼精密鑄造中作為造型材料，能夠顯著提高殼型的強(qiáng)度和鑄造光潔度，改善操作條件并降低成本。 催化劑制造：硅溶膠具有較高的比表面積和優(yōu)良的吸附性能，適合用作石油化工催化劑的載體。 造紙工業(yè)：硅溶膠可用作玻璃紙防粘劑、照相用紙前處理劑和水泥袋防滑劑。 紡織工業(yè)：硅溶膠可以用作上漿劑，與油劑并用處理羊毛、兔毛等纖維，提高可紡性，減少斷頭，防止飛花。 其他應(yīng)用：硅溶膠還用于電子工業(yè)中的化學(xué)機(jī)械拋光技術(shù)、彩色顯像管制造中的分散劑和粘結(jié)劑、矽鋼片處理、地板蠟抗滑劑等領(lǐng)域。此外，硅溶膠還具有良好的吸附性能，可用作米酒、醬油、果汁等的澄清劑。 四、性能優(yōu)勢 高分散性和穩(wěn)定性：硅溶膠中的二氧化硅顆粒非常小，具有良好的分散性和穩(wěn)定性，不易聚沉。 優(yōu)良的粘結(jié)性：硅溶膠能夠牢固地附著在固體表面，形成堅(jiān)固的膜層，無需額外固化劑。 耐高溫性：硅溶膠具有很高的耐高溫性能，適合在高溫環(huán)境下使用。 環(huán)保性：硅溶膠無毒、無味、無污染，符合現(xiàn)代工業(yè)對(duì)環(huán)保材料的要求。

硅溶膠在涂料方面的應(yīng)用非常廣泛，其獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì)為涂料帶來了多種優(yōu)異的性能。 一、硅溶膠在涂料中的基本作用 提高涂料的穩(wěn)定性： 硅溶膠具有良好的懸浮性和分散性，能夠有效地防止涂料中的顏料和填料沉淀。當(dāng)硅溶膠添加到涂料中時(shí)，其膠體粒子能夠在顏料和填料表面形成一層保護(hù)膜，防止粒子間的聚結(jié)，從而提高涂料的儲(chǔ)存穩(wěn)定性。 增強(qiáng)涂層的附著力： 硅溶膠中的硅羥基能夠與涂料中的有機(jī)基團(tuán)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成化學(xué)鍵合，增強(qiáng)涂層與基材之間的結(jié)合力。這種化學(xué)鍵合不僅提高了涂層的附著力，還使得涂層更加致密，有效防止了水分、氧氣等外界物質(zhì)的侵入，延長了涂層的使用壽命。 改善涂層的耐候性： 硅溶膠具有優(yōu)異的耐候性能，能夠抵抗紫外線、風(fēng)雨、鹽霧等自然環(huán)境的侵蝕。當(dāng)硅溶膠添加到涂料中時(shí)，能夠形成一層耐候性極佳的保護(hù)膜，保護(hù)涂層不受外界環(huán)境的破壞，保持涂層的色澤和光澤度。 二、硅溶膠對(duì)涂料性能的提升 提高涂層的硬度和耐磨性： 硅溶膠中的硅氧鍵具有較高的鍵能，使得硅溶膠具有優(yōu)異的硬度和耐磨性。在涂料中加入硅溶膠，能夠顯著提高涂層的硬度和耐磨性，使得涂層更加堅(jiān)硬、耐磨，適用于各種高磨損場合。 調(diào)節(jié)涂料的流變性能： 硅溶膠的粘度可以通過調(diào)整其濃度和pH值來進(jìn)行調(diào)控。在涂料中加入適量的硅溶膠，可以有效地調(diào)節(jié)涂料的流變性能，使涂料在施工過程中更加易于涂抹和流平，提高施工效率。 改善涂料的抗污染性： 硅溶膠具有較低的表面張力，不易被污染物吸附，因此具有優(yōu)異的抗污染性能。將硅溶膠添加到涂料中，可以使涂料表面更加光滑、不易沾污，從而提高涂料的抗污染性，保持其長期的美觀性。 提高涂料的防火性能： 硅溶膠具有一定的阻燃性能，能夠在高溫下形成一層保護(hù)層，阻止火勢的蔓延。將硅溶膠添加到涂料中，可以提高涂料的防火性能，增強(qiáng)建筑物的安全性能。 三、硅溶膠在涂料中的具體應(yīng)用 水性涂料： 在水性涂料中，硅溶膠作為重要的添加劑，可以提高涂料的穩(wěn)定性、附著力、流平性、耐候性、硬度和耐磨性，同時(shí)減少有機(jī)溶劑的使用量，降低涂料對(duì)環(huán)境的污染。 建筑涂料： 將硅溶膠添加到建筑涂料中，可以提高涂料的附著力、耐擦洗性、耐候性、硬度和耐磨性，同時(shí)改善涂料的自清潔、防水防滲、防磨損、腐蝕、保色性等性能。 特殊涂料體系： 硅溶膠可以與水性高分子化合物和聚合物乳液混合，用于制備有機(jī)-無機(jī)復(fù)合涂料。這種復(fù)合涂料在密封底漆、彈性涂料、防水涂料、低PVC涂料等多種涂料體系中都有應(yīng)用，可以改善涂層的性能并掩蓋涂層本身的缺陷。 四、硅溶膠在涂料應(yīng)用中的優(yōu)勢 環(huán)保性： 硅溶膠作為一種無機(jī)材料，不含有毒有害物質(zhì)，對(duì)環(huán)境友好。在涂料中使用硅溶膠，能夠減少有機(jī)溶劑的使用量，降低涂料對(duì)環(huán)境的污染，符合綠色環(huán)保的發(fā)展趨勢。 多功能性： 硅溶膠能夠同時(shí)提升涂料的多種性能，如附著力、耐候性、硬度和耐磨性、抗污染性、防火性能等，是一種多功能的涂料添加劑。 廣泛的應(yīng)用前景： 隨著涂料工業(yè)的不斷發(fā)展，硅溶膠作為一種高性能的涂料添加劑，將在更多領(lǐng)域得到應(yīng)用和推廣，如建筑、汽車、航空、船舶等領(lǐng)域。

硅溶膠是一種由納米級(jí)的二氧化硅（SiO2?）顆粒均勻分散在水或有機(jī)溶劑中形成的膠體溶液。 硅溶膠因其獨(dú)特的性能，在多個(gè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用： 耐火材料：硅溶膠具有強(qiáng)大的粘結(jié)力和耐高溫特性（可達(dá)1500°C至1600°C），是制作耐火材料的理想選擇。它可以用作硅酸鹽耐火纖維、耐火保溫磚和耐酸堿水泥的粘結(jié)劑。 涂料工業(yè)：在涂料中添加硅溶膠，可以增強(qiáng)涂料的牢固性、抗污性、防塵性、耐老化和防火性能。硅溶膠涂料適用于內(nèi)外墻、防火涂料以及鋼鐵工業(yè)中的絕緣填充涂料。 薄殼精密鑄造：硅溶膠在薄殼精密鑄造中作為造型材料，能夠顯著提高殼型的強(qiáng)度和鑄造光潔度，改善操作條件并降低成本。 催化劑制造：硅溶膠具有較高的比表面積和優(yōu)良的吸附性能，適合用作石油化工催化劑的載體。 造紙工業(yè)：硅溶膠可用作玻璃紙防粘劑、照相用紙前處理劑和水泥袋防滑劑。 紡織工業(yè)：硅溶膠可以用作上漿劑，與油劑并用處理羊毛、兔毛等纖維，提高可紡性，減少斷頭，防止飛花。 其他應(yīng)用：硅溶膠還用于電子工業(yè)中的化學(xué)機(jī)械拋光技術(shù)、彩色顯像管制造中的分散劑和粘結(jié)劑、矽鋼片處理、地板蠟抗滑劑等領(lǐng)域。此外，硅溶膠還具有良好的吸附性能，可用作米酒、醬油、果汁等的澄清劑。 性能優(yōu)勢 高分散性和穩(wěn)定性：硅溶膠中的二氧化硅顆粒非常小，具有良好的分散性和穩(wěn)定性，不易聚沉。 優(yōu)良的粘結(jié)性：硅溶膠能夠牢固地附著在固體表面，形成堅(jiān)固的膜層，無需額外固化劑。 耐高溫性：硅溶膠具有很高的耐高溫性能，適合在高溫環(huán)境下使用。 環(huán)保性：硅溶膠無毒、無味、無污染，符合現(xiàn)代工業(yè)對(duì)環(huán)保材料的要求。