近日，浙江大學徐志康教授帶領的聚合物分離膜及其表界面工程研究團隊在Chemical Communication上發(fā)表題為“Polyamide Nanofilms Synthesized via Controlled Interfacial Polymerization on the “Jelly” Surface”的文章，該文章的第一作者為博士生馬曌宇。
通過油相/水相界面聚合合成超薄而致密的聚酰胺納米薄膜是制備高性能納濾膜和反滲透膜的關鍵技術(shù)。傳統(tǒng)的界面聚合反應速率極快，往往是油相中的酰氯單體一加入，水相中的胺類單體就立馬與之反應，因而整個過程較難調(diào)控。另外，直接接觸的液/液界面穩(wěn)定性也相對較差，加入另一相時液相本體的擾動很容易造成界面的波動，從而影響聚酰胺納米薄膜的均勻性。
課題組在前期提出構(gòu)建納米材料中間層用于儲存水相單體，從而在一定程度上調(diào)控界面聚合過程。在此基礎上，馬曌宇同學提出了一種利用“果凍”(瓊脂凝膠）儲存胺類單體、同時提供穩(wěn)定反應界面的方法，使得界面聚合直接在凝膠的表面進行，并利用此類凝膠的溫敏性，在反應結(jié)束后通過簡單的升溫使凝膠融化，得到自支撐的聚酰胺納米薄膜。
研究表明，在此界面聚合的過程中，由于凝膠的非流動特性以及與胺類單體的相互作用，使得水相單體的擴散速率明顯下降，從而降低了反應速率。作者通過核磁氫譜的定量分析證明了“果凍”對哌嗪擴散速率的有效抑制與對界面聚合的調(diào)控；降低了聚合反應速率后，也使得作者可通過簡單的溫度變化合成不同厚度和粗糙度的的聚酰胺納米薄膜，進而估算出該界面聚合反應的表觀活化能。相比于自由的液/液界面聚合，利用該方法合成的聚酰胺納米薄膜具有厚度可調(diào)、粗糙度下降、表面負電荷增加的特點，其薄層復合膜顯示出十分優(yōu)異的納濾性能。
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