中國研究人員參與的一個研究團隊研發(fā)出納米多孔膜材料的新合成方法，據(jù)此制作出的高性能膜材料可實現(xiàn)高通量、高選擇性的化學(xué)品分離，未來在石油化工行業(yè)、水處理與凈化、反滲透海水淡化等領(lǐng)域有望實現(xiàn)更高效節(jié)能的應(yīng)用。

英國帝國理工學(xué)院的團隊2日在《自然·材料學(xué)》雜志網(wǎng)絡(luò)版發(fā)表報告說，他們將近年來新研發(fā)的有機微孔高分子材料合成方法與傳統(tǒng)成熟的界面聚合成膜工藝結(jié)合，成功制備出富含分子尺度孔道的超薄高分子膜。

研究人員說，核心技術(shù)是采用剛性且扭曲的有機單體分子，通過一步界面聚合反應(yīng)，從而得到大面積交聯(lián)的高分子薄膜，扭曲的骨架結(jié)構(gòu)產(chǎn)生大量的超微孔，通過設(shè)計高分子結(jié)構(gòu)可以在分子尺度調(diào)控膜內(nèi)微孔的大小和分布，膜的厚度可在數(shù)百納米到20納米之間調(diào)控，而且交聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)極大提高了材料的耐溶劑性能。

據(jù)研究人員介紹，他們利用新方法制作納米多孔分離薄膜，并測試了膜的有機溶劑納濾以及氣體分離性能。因為降低了膜的厚度和引入分子尺度的孔道及可溶脹性，有機溶劑的滲透通量比目前市場上的相關(guān)濾膜材料高10到100倍，同時膜對于分子量在200到1000道爾頓(原子質(zhì)量單位)的物質(zhì)具有較高的截留率(高于95%)，而且膜材料能在較長時間內(nèi)保持較高過濾效率，實現(xiàn)高通量、高選擇性、高穩(wěn)定性的分離。

報告作者之一、帝國理工學(xué)院研究員宋啟磊博士說，這項研究為膜材料的設(shè)計和膜技術(shù)的發(fā)展提供了新思路。基于這一成果，未來有望設(shè)計開發(fā)出多種新型有機多孔高分子材料和超薄膜材料，這類材料在氣體存儲、分離、催化和儲能等領(lǐng)域的應(yīng)用都極具潛力。