高性能分离膜材料可提高化学品分离效率

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中国研究人员参与的一个研究团队研发出纳米多孔膜材料的新合成方法，据此制作出的高性能膜材料可实现高通量、高选择性的化学品分离，未来在石油化工行业、水处理与净化、反渗透海水淡化等领域有望实现更高效节能的应用。
英国帝国理工学院的团队2日在《自然·材料学》杂志网络版发表报告说，他们将近年来新研发的有机微孔高分子材料合成方法与传统成熟的界面聚合成膜工艺结合，成功制备出富含分子尺度孔道的超薄高分子膜。
研究人员说，核心技术是采用刚性且扭曲的有机单体分子，通过一步界面聚合反应，从而得到大面积交联的高分子薄膜，扭曲的骨架结构产生大量的超微孔，通过设计高分子结构可以在分子尺度调控膜内微孔的大小和分布，膜的厚度可在数百纳米到20纳米之间调控，而且交联的网络结构极大提高了材料的耐溶剂性能。
据研究人员介绍，他们利用新方法制作纳米多孔分离薄膜，并测试了膜的有机溶剂纳滤以及气体分离性能。因为降低了膜的厚度和引入分子尺度的孔道及可溶胀性，有机溶剂的渗透通量比目前市场上的相关滤膜材料高10到100倍，同时膜对于分子量在200到1000道尔顿(原子质量单位)的物质具有较高的截留率(高于95%)，而且膜材料能在较长时间内保持较高过滤效率，实现高通量、高选择性、高稳定性的分离。
报告作者之一、帝国理工学院研究员宋启磊博士说，这项研究为膜材料的设计和膜技术的发展提供了新思路。基于这一成果，未来有望设计开发出多种新型有机多孔高分子材料和超薄膜材料，这类材料在气体存储、分离、催化和储能等领域的应用都极具潜力。

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