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南工大孙世鹏/常大陆天丹AFM综述:不对称电纺纳米纤维膜的构筑及液体分离的探索
高分子科学前沿 / 时间:2023-12-05 09:22:13

高分子科学前沿12月4日讯:随着分离膜制备技术的进步,具有不对称特性的复合膜在液体分离领域受到广泛关注。在此类分离膜的制备过程中,电纺技术得益于其灵活的孔道构建方法,在定制不对称化学性质和可调节的层级结构的过程中极具优势。

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图1 不同驱动力作用下,各类膜分离过程中传质过程优化机理示意图

近期,南京工业大学国家特种分离膜工程技术研究中心孙世鹏教授与常州大学陆天丹博士就电纺技术在构造液体分离膜以提高分离效率的研究方向上做了深入的讨论和梳理(图1),论文以“Beyond Symmetry: Exploring Asymmetric Electrospun Nanofiber Membranes for Liquid Separation”为题发表在《Advanced Functional Materials》期刊上。这篇综述重点系统地介绍了具有不对称性质的静电纺丝纳米纤维膜的制备、传输过程、机理和应用方面的最新进展。

该综述从基础的膜成型过程出发,首先着重介绍了静电纺丝技术的加工特点以及静电纺丝工艺对分离膜基本结构参数和化学性质的影响;将静电纺丝法与传统的膜制备及改性方法进行了比较。随后,着眼于膜性能提升机理归纳了静电纺丝技术提升分离效率的主要策略:包括(1)为增强定向流体输送、辅助高效稳定的膜孔道对流及防止膜孔隙润湿三个方面来构建化学不对称性,并通过介绍相关研究工作展示了静电纺丝技术在构建分离膜的化学不对称性上的优势(图2);(2)为提升膜表面液体排斥性能,构建纤维结构不对称性,延长膜组件使用寿命,并通过相关研究工作展示了静电纺丝工艺在实现分离膜微纳结构精准调控上的技术优势。

综上所述,具有不对称性质的电纺纳米纤维膜的开发在液体分离过程中具有巨大的前景。这些创新方向可有效加强水净化、液体资源回收和污染控制,满足对高效可持续的液体分离回收方案的迫切需求。(本刊有删节)详情见高分子科学前沿

论文链接:https://doi.org/10.1002/adfm.202310218