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CO2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。
針對上述問題，青島能源所江河清研究員帶領(lǐng)的膜分離與催化研究組研究發(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)均勻且致密的聚酰胺復(fù)合膜，該復(fù)合膜在正滲透過程中呈現(xiàn)出較高的滲透性能和分離選擇性（Chem. Eng. J., 2021, 412, 128607）。
近日，該研究組將納米Zr基金屬有機(jī)框架化合物（metal-organic framework，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 nm，且具有特殊納米條紋“圖靈”結(jié)構(gòu)的聚酰胺復(fù)合膜。該復(fù)合膜的CO2/CH4分離因子達(dá)到58，CO2滲透率為27 GPU，有望用于CO2捕獲及沼氣純化領(lǐng)域。相關(guān)研究成果發(fā)表在《ACS Applied Materials & Interfaces》期刊上（ACS Appl. Mater. Inter., DOI: 10.1021/acsami.1c03737）。
以上工作得到了國家自然科學(xué)基金及所內(nèi)合作基金的資助?！?/p>
相關(guān)發(fā)表論文和專利目錄：
1. Chengli Jiao, Xiangju Song, Xiaoqian Zhang, Lixian Sun*, Heqing Jiang*，MOF-Mediated Interfacial Polymerization to Fabricate Polyamide Membranes with a Homogeneous Nanoscale Striped Turing Structure for CO2/CH4 Separation. ACS Appl. Mater. Inter., DOI: 10.1021/acsami.1c03737.
原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.1c03737
2. Xiangju Song, Yajing Zhang, Hamdy Maamoun Abdel-Ghafarad, El-Sayed Ali Abdel-Aald, Minghua Huang, Saeed Gu, Heqing Jiang*, Polyamide membrane with an ultrathin GO interlayer on macroporous substrate for minimizing internal concentration polarization in forward osmosis. Chem. Eng. J., 2021, 412, 128607.
3. 江河清，焦成麗，宋向菊，一種聚酰胺納米復(fù)合膜及其制備方法和應(yīng)用，中國，發(fā)明專利，專利申請?zhí)枺?01910993100.1.
