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4月25日，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(jìn)展，相關(guān)科學(xué)研究成果發(fā)表在《美國化學(xué)會－應(yīng)用材料與界面》（《ACS Applied Materials & Interfaces》）期刊上（ACS Appl. Mater. Inter., DOI: 10.1021/acsami.1c03737）。

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，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。