納濾膜研究領(lǐng)域獲進(jìn)展
文章來源：中化新網(wǎng) 更新時(shí)間：2024-12-11 14:09:58
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中化新網(wǎng)訊 近日，天津工業(yè)大學(xué)武春瑞研究員報(bào)告了在室溫下利用兩種小分子在油水界面快速自組裝，制備出一種大面積的混合維聚酰胺膜。該膜具有獨(dú)特的分層結(jié)構(gòu)，由二維納米膜表面生長的一維納米管組成。這種創(chuàng)新結(jié)構(gòu)顯著增加了單位投影面積的有效水傳輸面積，使膜的水鹽分離性能遠(yuǎn)超目前最先進(jìn)的膜材料。
聚酰胺納濾膜自20世紀(jì)70年代末以來一直是市場的主導(dǎo)產(chǎn)品，其薄膜復(fù)合結(jié)構(gòu)由多孔支撐體和二維聚酰胺層組成，具有優(yōu)異的滲透選擇性。然而，盡管通過單體設(shè)計(jì)、納米復(fù)合材料和制造工藝的改進(jìn)取得了一定進(jìn)展，聚酰胺膜的水滲透性仍然相對(duì)較低，限制了其工業(yè)應(yīng)用。近年來，納米級(jí)圖靈結(jié)構(gòu)和皺紋表面等新設(shè)計(jì)雖擴(kuò)大了過濾面積，但本質(zhì)上仍是二維膜的演變。未來，需要開發(fā)顛覆性的新結(jié)構(gòu)，同時(shí)深入理解加工與結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，為水凈化領(lǐng)域提供創(chuàng)新解決方案。 通過對(duì)照實(shí)驗(yàn)結(jié)合分子動(dòng)力學(xué)模擬，研究人員發(fā)現(xiàn)兩種單體分子在反應(yīng)初期自發(fā)組織形成二維納米孔網(wǎng)絡(luò)，而納米管的向上生長由納米孔內(nèi)的毛細(xì)作用驅(qū)動(dòng)。本研究為理解界面物理和化學(xué)相互作用如何在環(huán)境條件下將分子自組裝成大規(guī)模復(fù)雜分層納米結(jié)構(gòu)提供見解，并為開發(fā)可擴(kuò)展的混合維度水凈化膜開辟新路徑。
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