我科學(xué)家在調(diào)控聚酰胺復(fù)合膜結(jié)構(gòu)方面獲突破 有望用于二氧化碳捕獲等領(lǐng)域

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(huì)·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(diǎn)，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?yàn)橹颇み^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(duì)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(duì)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(duì)上述問題，江河清團(tuán)隊(duì)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(duì)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。(王健高)