技術(shù)背景與痛點(diǎn)

膜分離是一種精細(xì)化分離技術(shù)，在化工、制藥、食品、環(huán)境等領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。在膜分離的過程中，膜污染現(xiàn)象可能會導(dǎo)致膜滲透性降低、壽命減少等問題，從而限制膜技術(shù)在食品行業(yè)中的蛋白分離和污、廢水處理等高污染環(huán)境中的廣泛應(yīng)用。目前，膜表面改性的方法是制備抗污染膜的主要方法之一，能夠減少膜與污染物之間的特異性吸附。盡管這種方法在一定程度上減輕了膜污染，但改性物質(zhì)的過度附著通常會降低膜滲透性，難以兼顧抗污染性與高通量的要求。因此，開發(fā)更有效的抗污染膜的制備方法對于推動膜分離技術(shù)的全面應(yīng)用至關(guān)重要。

技術(shù)介紹

在此背景下，新加坡國立大學(xué)蘇州研究院能源與環(huán)境納米科技創(chuàng)新平臺胡江泳教授團(tuán)隊成員楊軒副研究員研發(fā)出了一種新型功能分區(qū)化抗污染高通量膜的制備方法。這種方法通過在膜表面構(gòu)建不同功能分區(qū)化的聚合物離子層來實(shí)現(xiàn)抗污染的目的。一方面，通過抗污層將污染物有效隔絕在膜表面的遠(yuǎn)端；另一方面，靠近膜表面的親水層可以有效增強(qiáng)膜的親水性，從而提高膜的滲透性。

▲功能分區(qū)化抗污染高通量膜的表面結(jié)構(gòu)示意圖

技術(shù)優(yōu)勢

該功能分區(qū)化設(shè)計的優(yōu)勢在于可以同時制備具有抗污染、高通量、拓展性，且有一定的表面自清潔能力的膜。

與傳統(tǒng)膜改性方法不同，此技術(shù)有效緩解了同一改性物質(zhì)的功能負(fù)擔(dān)，在提高膜表面抗污染性的同時實(shí)現(xiàn)了高通量過濾。其良好的拓展性能夠根據(jù)實(shí)際應(yīng)用介質(zhì)中的膜污染物種類，定制抗污層上的化學(xué)官能團(tuán)，實(shí)現(xiàn)有針對性的防污效果。實(shí)驗(yàn)表明，將改性后的膜完全浸泡于船用燃油中污染后僅通過清水洗滌，膜表面即可實(shí)現(xiàn)快速自清潔，并完全從油污中剝離，這說明了通過該技術(shù)制備的抗油污膜優(yōu)異的自清潔效果。

▲膜的抗油污染自清潔效果展示

應(yīng)用前景

該技術(shù)有望成為一種新型抗污染膜的制備策略，可用于制備抗蛋白吸附膜、抗腐植酸吸附膜、抗油污膜等眾多抗污染高通量膜產(chǎn)品，在化工、制藥、醫(yī)療、水處理等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。