薄膜復(fù)合聚酰胺納濾膜由于能夠選擇性的去除二價或多價鹽離子和有毒有害的有機微污染物，因而在地表水脫鹽、水質(zhì)軟化、環(huán)境治理以及鹽湖提鋰等方面具有重要的應(yīng)用，是保障飲用水安全、水生態(tài)生物安全以及國家能源戰(zhàn)略資源安全的核心材料。聚酰胺納濾膜的分離機制主要基于孔徑篩分（size sieving）和道南電荷排斥(Donnan exclusion)二者的協(xié)同耦合作用。但是，無論是小分子分離還是離子分離，聚酰胺納濾膜孔對于分離過程均具有重要的影響，甚至起到了主導(dǎo)性的作用，精準(zhǔn)調(diào)控聚酰胺膜的孔徑是實現(xiàn)高精度離子和分子分離的關(guān)鍵。然而，單純通過控制成膜反應(yīng)過程，實現(xiàn)膜孔徑在埃級尺度上的精準(zhǔn)調(diào)控是比較困難。而且膜的孔徑一般認(rèn)為在成膜后是固定不變的，難以實現(xiàn)尺寸差異較小的多組分混合溶質(zhì)體系的全分離。
為了實現(xiàn)不同尺寸溶質(zhì)的高選擇性分離，精準(zhǔn)調(diào)控膜的孔徑，中科院蘇州納米所朱玉長副研究員和美國范德堡大學(xué)林士弘教授、蘇州大學(xué)靳健教授合作，報道了一種基于電驅(qū)動滲透機制實現(xiàn)聚酰胺納濾膜孔徑在線精準(zhǔn)的新策略。作者設(shè)計了一種聚酰胺/碳納米管復(fù)合分離膜（CNTs-PA），內(nèi)嵌結(jié)構(gòu)的碳納米管賦予了聚酰胺膜優(yōu)異的導(dǎo)電性。利用CNTs-PA膜作為工作電極，電解質(zhì)溶液中陽離子在電場的驅(qū)動下被吸附到CNTs-PA膜表面進而在膜孔內(nèi)部聚集濃縮。膜孔內(nèi)外的離子濃度差導(dǎo)致膜發(fā)生溶脹，進而增大膜孔。通過調(diào)節(jié)電壓以及電解質(zhì)溶液的濃度，即可實現(xiàn)膜孔在線精準(zhǔn)調(diào)控，調(diào)控精度可以達(dá)到亞埃級。相關(guān)工作近期發(fā)表在《Nature Communications》上。
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