中科院苏州纳米所靳健

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超薄纳米多孔膜设计及应用研究

Design and Application of Ultrathin Nanoporous Membrane

靳健

中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所

江苏省苏州市工业园区若水路398号

jjin2009@sinano.ac.cn

高分子及高分子基复合分离膜作为分离膜的重要组成部分，具有分子级高精度分离与纯化功能，成为解决日益恶化的空气／水环境污染和水资源短缺的重要功能材料和核心技术之一。分离膜材料的核心科学问题是解决高通量与高选择性的矛盾。如何在保证选择性的同时提高分离通量是高分子分离膜面临的一个重要挑战。我们从孔隙率、膜临界压力和传输路径三个因子出发，提出了高通量分离膜新的设计思路：通过在刚性聚合物中引入非平面结构单元实现了对膜微孔结构的有效调控，提高了气体分离膜孔隙率；通过相转化过程设计实现了对膜微纳结构和化学性质的协同调控，有效降低了膜临界压力，实现了自驱动下的高通量油水分离；发展高强度超薄分离膜构筑策略，有效缩短了传输路径，实现了超高通量海水脱盐分离。

关键词：高分子分离膜；高孔隙率；低膜临界压力；短传输路径；高通量高精度分离

参考文献：

【1】      J. Niu, D. Wang, H. Qin, X. Xiong, P.Tan, Y. Li, R. Liu, X. Lu, J. Wu, T. Zhang, W. Ni, and J. Jin, Nature Communications 5, 3313(2014)

【2】      W. Zhang, Y. Zhu, X. Liu, D. Wang, J.Li, L. Jiang, J. Jin, Angew. Chem. Int.Ed. 53, 856(2014)

【3】      Z. Wang, D. Wang, S. Zhang, L. Hu, andJ. Jin, Adv. Mater. 28, 3399(2016)

【4】      S. Gao, J. Sun, P. Liu, F. Zhang, W.Zhang, S. Yuan, J. Li, and J. Jin, Adv.Mater. 28, 5307(2016)

【5】      S. Zhang, G. Jiang, S. Gao, H. Jin, Y.Zhu, F. Zhang, and J Jin, ACS Nano 12,795(2018)

【6】      Z. Wang, Z. Wang, S. Lin, H. Jin, S.Gao, Y. Zhu, and J. Jin, NatureCommunications 9, 2004(2018)