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青能所開發(fā)聚酰胺復(fù)合分離膜
近日，中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所膜分離與催化研究組將介孔材料引入到聚酰胺反滲透復(fù)合膜中，提高了復(fù)合膜的分離性能，該復(fù)合膜有望進(jìn)一步提高海水淡化效率。
前期研究表明，在聚酰胺膜中引入碳納米管、介孔氧化硅等納米材料可以提高復(fù)合膜的水通量。由于常見納米材料與聚合物基質(zhì)之間的界面相容性較差，在提高水通量的同時(shí)復(fù)合膜分離選擇性會(huì)顯著降低。針對(duì)這一問題，該研究團(tuán)隊(duì)利用氨基功能化的介孔聚合物作為填充材料，通過調(diào)控介孔聚合物與聚酰胺基質(zhì)之間的界面微結(jié)構(gòu)，開發(fā)出具有較高水通量和高截鹽率的納米復(fù)合膜。研究表明介孔聚合物的介孔孔道作為水的快速傳輸路徑，可提高復(fù)合膜的滲透性能。此外，其功能基團(tuán)與聚酰胺鏈之間良好的相互作用增加了二者間的界面相容性，提高了復(fù)合膜的分離性能，對(duì)NaCl的截留率達(dá)98.7%。
據(jù)介紹，由于比表面積大和孔結(jié)構(gòu)可調(diào)等特點(diǎn)，介孔納米材料在能量?jī)?chǔ)存、氣體分離、納米催化等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用前景。研究人員以功能化介孔聚合物為基底，利用金屬有機(jī)框架化合物(MOF)中的Al金屬中心與介孔聚合物表面功能基團(tuán)之間的配位作用，將納米MOF限域在介孔聚合物孔道內(nèi)，該類MOF表面的缺陷位點(diǎn)與CO2分子間存在較強(qiáng)的相互作用，顯著提高了MOF在低壓條件下的CO2吸附容量。
