人口增長、氣候變化和環境污染在一定程度上造成了潔凈水資源的短缺。因此,亟需發展高滲透、高選擇性的液體分離體膜以面對凈水資源短缺的挑戰。嵌段共聚物通過微相分離可產生豐富的有序形貌,并經成孔處理能獲得納米多孔結構,已成為制備新一代高性能液體分離膜的幾種典型膜材料之一。圍繞高性能嵌段共聚物分離膜的設計、制備與應用,德國Universität Osnabrück博士后研究員郭雷鳴與其合作導師Martin Steinhart教授聯合南工大汪勇教授共同撰寫題為“Porous block copolymer separation membranes for 21st century sanitation and hygiene”的教程類綜述,并發表在Chemical Society Reviews上。
文章系統介紹了嵌段共聚物分離膜及其設計策略、制備方法與應用案例。從解決滲透性和選擇性之間的“trade-off”出發,基于膜分離性能評價參數,闡述了嵌段共聚物分離膜結構和形貌的設計策略,解釋了均孔膜結構能夠使膜性能突破“trade-off”效應限制的原因,揭示了嵌段共聚物整體非對稱膜和復合膜的構建方法和性能優勢,列舉了嵌段共聚物分離膜在超濾和納濾范疇的典型使用案例。最后對嵌段共聚物分離膜進行了總結,并指出了嵌段共聚物分離膜未來發展需面對的挑戰與可能的應對措施。
該工作得到了歐洲研究理事會(ERC)和國家杰出青年基金項目的大力支持。https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2021/cs/d0cs00500b#!divAbstract