近日，中國科學院國家納米科學中心、納米科學卓越創新中心的研究人員制備出具有剛性分子骨架的自組裝多孔薄膜，可用于高效分離有機小分子。
化學工業中用于分離和純化的能源消耗占據了全部能源消耗的一半。因此，開發低能耗、高效的分離純化技術將極大降低能源消耗。膜分離技術在水純化或者海水脫鹽方面已經有了很成熟的應用，但在有機體系的應用相對滯后，這是因為大部分傳統的一維聚合物材料在有機溶液中不穩定。而且傳統一維聚合物薄膜沒有永久性孔，導致分離速度非常低下。
為同時解決高穩定性、高溶劑通量及高選擇性的問題，研究人員選擇了具有剛性骨架的自組裝多孔聚合物材料。這種材料的三維全共軛結構使其不溶于任何溶劑，且具有很高的熱穩定性，剛性骨架支撐起豐富的自組裝微孔，有利于溶劑傳輸，還可通過化學手段對孔結構或尺寸進行調控。
然而這種材料的三維剛性結構在解決了結構穩定性的同時，其不溶特性也同時造成材料成膜困難。因此，如何獲得高質量的薄膜是解決這類材料在膜分離領域應用的關鍵。受一維聚合物表面聚合的啟發，研究人員在SiO2表面修飾初始聚合位點后進行表面聚合反應，通過精細控制表面修飾及聚合反應條件，獲得了平方厘米級的無缺陷薄膜并成功轉移至超濾膜多孔支撐層。分子截留測試表明，其對有機溶劑具有極高的穩定性，在同等選擇性基礎上，過濾速度較目前商用的一維柔性聚合物薄膜高出兩個數量級，有望成為新一代高效膜分離材料。
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