科技日報訊 (記者王健高 通訊員劉佳 焦成麗)記者5月7日從中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所獲悉,該所江河清研究員帶領(lǐng)的膜分離與催化研究組在聚酰胺復(fù)合膜結(jié)構(gòu)調(diào)控方面取得新進(jìn)展,相關(guān)研究成果發(fā)表在《美國化學(xué)會·應(yīng)用材料與界面》上。
膜分離技術(shù)因其具有占地面積小、操作簡單等優(yōu)點,在海水淡化及二氧化碳捕獲領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。界面聚合法制備的聚酰胺復(fù)合膜因為制膜過程簡單、成本低而備受關(guān)注。
聚酰胺復(fù)合膜的表面形貌及微結(jié)構(gòu)對其分離性能具有重要影響,研究表明聚酰胺復(fù)合膜的界面聚合過程受擴(kuò)散控制,由于目前缺乏對單體擴(kuò)散的控制策略,使分離層厚度及微結(jié)構(gòu)難以有效調(diào)控。
針對上述問題,江河清團(tuán)隊研究發(fā)現(xiàn),在多孔基底表面引入氧化石墨烯作為過渡層,可以調(diào)控界面聚合過程和聚酰胺活性層微結(jié)構(gòu),開發(fā)出結(jié)構(gòu)均勻且致密、高滲透性的聚酰胺復(fù)合膜。
在最新研究中,團(tuán)隊將納米鋯(Zr)基金屬有機(jī)框架化合物(MOF)引入到界面聚合的前驅(qū)液有機(jī)胺水相中,利用MOF與有機(jī)胺單體的相互作用控制有機(jī)胺單體在水相中的擴(kuò)散速率和水相—油相界面聚合過程,進(jìn)而調(diào)控聚酰胺分離層的厚度及表面結(jié)構(gòu),開發(fā)出分離層厚度為145納米,且具有特殊納米條紋“圖靈”結(jié)構(gòu)的聚酰胺復(fù)合膜,有望用于二氧化碳捕獲及沼氣純化領(lǐng)域。