近代物理所提出綠色制備亞納米孔道分離膜新方法
具有超小孔徑(<2 nm)的分離膜在水處理、資源提取、苦咸水淡化、物料濃縮等領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越大的作用,然而如何實(shí)現(xiàn)分離膜孔徑的有效調(diào)控和分離膜的高效制備成為推動(dòng)分離膜快速發(fā)展的關(guān)鍵因素。
中國(guó)科學(xué)院近代物理所材料研究中心科研人員通過(guò)重離子輻照,在PC膜中實(shí)現(xiàn)亞納米孔道可控制備的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步提出綠色制備亞納米孔道分離膜的新方法。
此前,近代物理所科研人員在PC膜中實(shí)現(xiàn)亞納米孔道的可控制備(ACS Appl. Mater. Interfaces 13, 2021, 9015),所制備出的亞納米孔道分離膜表現(xiàn)出優(yōu)異的陽(yáng)離子分離能力。
為提高所制備的亞納米孔道分離膜的化學(xué)穩(wěn)定性,簡(jiǎn)化制備工藝,研究人員在重離子輻照基礎(chǔ)上,通過(guò)紫外光敏化和熱水處理等工藝,在PES膜中成功制備出亞納米孔道。
利用該方法制備亞納米孔道分離膜,不僅制備工藝簡(jiǎn)單可控,且制備過(guò)程不涉及任何化學(xué)反應(yīng),綠色環(huán)保,所制備出的分離膜還具有良好的離子選擇性和較高離子通量。另外,該PES亞納米孔道分離膜化學(xué)穩(wěn)定性良好,可在酸性和堿性環(huán)境中長(zhǎng)期穩(wěn)定工作。
圖(a) 亞納米孔道制備流程圖;圖(b) 亞納米多孔道中離子電導(dǎo)與濃度關(guān)系;圖(c) PES亞納米孔道膜不同離子滲透率(吳書(shū)航/圖)
該工作既為亞納米孔道分離膜制備提供了新思路,也將進(jìn)一步推動(dòng)聚合物多孔膜在離子分離等領(lǐng)域的應(yīng)用。
該工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃和中科院前沿重點(diǎn)項(xiàng)目的支持,相關(guān)成果發(fā)表在國(guó)際膜領(lǐng)域期刊Journal of Membrane Science上。
文章鏈接:https://doi.org/10.1016/j.memsci.2021.119467
(納米材料室 供稿)
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