文献综述

1. 膜污染

膜污染是指处理物料中的微粒、胶体粒子或溶质大分子与膜存在物理化学相互作用或机械作用而引起的在膜表面或膜孔内吸附、沉积造成膜孔径变小或堵塞，使膜产生透过流量与分离特征的不可逆变化现象。膜污染产生的因素主要有料液组分吸附、膜孔堵塞、形成凝胶层、膜材料与料液组分间的化学作用及细菌的生长等^[1,2]。通常可采用适当的措施来控制膜污染，减缓通的衰减^[3,4]。

2. 自清洁表面的研究

近年来，随着人们对环境恶化，能源危机的清醒认识以及对绿色环保要求的提高，自清洁逐渐受到关注。自清洁材料一般指具有抗污或抗菌能力的材料，此类材料在受到外界污染后，可通过简单低能耗的方法，比如借助雨水冲洗、外部风力、光照、变温等自行恢复洁净。自清洁分为超亲水自清洁和超疏水自清洁。此外，近几年刺激-响应型聚合物功能表面的自洁机理研究也开始引起了关注。

2.1 超亲水自清洁

一般认为，水接触角小于5～10#176;即为超亲水表面。此时，材料表面能很好的被水滴润湿并强烈的吸附水分子，使得水滴在表面迅速扩散开来形成薄的致密膜层。水膜由于与基底材料的作用力强于污物与材料表面，从而污染物不易于在表面附着，即时附着也只是和外层水膜结合。这样水膜便能很好的取代污染物与材料的附着界面，在水膜流动及外部风力等作用下，污染物能自动的脱离下来。

在材料表面实现亲水化改性大多采用涂膜的方法，比如有机二氧化硅溶胶涂膜^[5]，在涂料中加入非反应性亲水化助剂和反应型亲水化助剂^[6,7]，另外具有接枝或嵌段亲水性链段涂料也可赋予材料表面亲水性质^[8]。

一般而言，超亲水材料表面对于油类有机物和灰尘等固体污染物有较好的去除效果。自洁过程中，水膜的扩散流动至关重要，依靠流动而产生的驱动力才能将污物带走，但在表面扩散过程中，水滴会快速的达到平衡状态，其间并不是所有水膜都会流动。超亲水材料表面吸附的水膜一般比较容易挥发，若不易于挥发就会导致涂膜长期处于潮湿状态，滋生霉菌，并且易于吸附极性污染物难以除去。影响自洁涂膜表面亲水性有改性物质的水解速率，向表面迁移速率，亲水的持久性和清洗稳定性等因素^[9]。

2.2 超疏水自清洁