浙江大学徐志康教授团队Angew：烷烃-离子液体界面聚合制备纳米聚酰胺薄膜

点击上方“蓝字” 一键订阅

来源：X-MOL资讯

界面聚合是两种高反应性单体在两种互不相溶的溶剂界面处发生的聚合反应。界面聚合因其独特的反应场所和高效稳健的特性，已被广泛应用于各种功能聚合物的合成。其中，通过界面聚合制备的聚酰胺薄层复合膜在海水淡化等分离领域取得了巨大成功，为解决人类水资源短缺问题提供了希望。

这种聚酰胺分离膜的制备，通常是将二官能度胺类单体溶于水中，三官能度酰氯单体溶于在机溶剂中，使两单体在有机溶剂-水界面上发生聚合反应，合成交联的聚酰胺纳米薄膜。然而，常规的有机溶剂-水体系必须使用水溶性胺类单体，导致大量拥有独特分子结构和理化性能的非水溶性胺类单体无法用于聚酰胺纳米薄膜的制备，这限制了特定任务分离膜的开发。此外，界面上水的存在将不可避免地引起酰氯水解副反应，使薄膜交联度降低，产生缺陷。

近日，浙江大学徐志康团队提出了一种基于烷烃-离子液体溶剂体系的界面聚合反应。离子液体是液态有机熔盐，具有优良的溶解能力和化学稳定性，这使很多非水溶性胺类单体能够用于聚酰胺纳米薄膜的合成，同时避免酰氯单体水解。
图1. 烷烃-离子液体界面聚合示意图以及所得聚酰胺薄膜。图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.
研究者通过热力学分配计算、扩散动力学监测以及薄膜结构表征，证明了这种新型界面聚合反应由酰氯扩散进入离子液体中与胺类反应而进行，而不是像常规的有机溶剂-水界面聚合，由胺类扩散进入有机溶剂相发生反应。这种机制给出了该界面聚合体系的膜厚调控方案，即提高胺类单体浓度和降低酰氯单体浓度能够有效降低膜厚。图2. 界面聚合扩散机理研究。图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.
进一步，研究者通过精细选择单体种类、调控单体浓度，制备出了一系列孔径在埃尺度可设计的高交联度超薄聚酰胺纳米薄膜（厚度低至4.3 nm，交联度可达96.2%），这些薄膜在水相反渗透、水相纳滤、有机纳滤和气体分离领域表现出高渗透性和选择性。图3. 可设计孔径的聚酰胺纳米薄膜的分离性能。图片来源：Angew. Chem. Int. Ed.
这一成果近期发表在Angewandte Chemie International Edition 上，文章的第一作者是浙江大学博士研究生刘畅和杭州师范大学青年教师杨静博士。

原文链接：

https://doi.org/10.1002/anie.202103555

相关进展

免责声明：部分资料来源于网络，转载的目的在于传递更多信息及分享，并不意味着赞同其观点或证实其真实性，也不构成其他建议。仅提供交流平台，不为其版权负责。如涉及侵权，请联系我们及时修改或删除。邮箱：[e-mail]

诚邀投稿

欢迎专家学者提供稿件（论文、项目介绍、新技术、学术交流、单位新闻、参会信息、招聘招生等）至[e-mail]，并请注明详细联系信息。高分子科技®会及时推送，并同时发布在中国聚合物网上。

欢迎加入微信群 为满足高分子产学研各界同仁的要求，陆续开通了包括高分子专家学者群在内的几十个专项交流群，也包括高分子产业技术、企业家、博士、研究生、媒体期刊会展协会等群，全覆盖高分子产业或领域。目前汇聚了国内外高校科研院所及企业研发中心的上万名顶尖的专家学者、技术人员及企业家。

申请入群，请先加审核微信号PolymerChina （或长按下方二维码），并请一定注明：高分子+姓名+单位+职称（或学位）+领域（或行业），否则不予受理，资格经过审核后入相关专业群。

点

这里“阅读原文”，查看更多