記者從中國科學(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)控方面取得新進展，相關(guān)研究成果發(fā)表在《美國化學(xué)會·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，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)合膜因為制膜過程簡單、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散控制，由于目前缺乏對單體擴散的控制策略，使分離層厚度及微結(jié)構(gòu)難以有效調(diào)控。

針對上述問題，江河清團隊研究發(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，團隊將納米鋯(Zr)基金屬有機框架化合物(MOF)引入到界面聚合的前驅(qū)液有機胺水相中，利用MOF與有機胺單體的相互作用控制有機胺單體在水相中的擴散速率和水相—油相界面聚合過程，進而調(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。

關(guān)鍵詞： 聚酰胺復(fù)合膜 科學(xué)家 多孔基 石墨烯