回收水中芳香類物質(zhì)具有重要的環(huán)保意義和經(jīng)濟(jì)價值，例如含酚廢水的處理和高附加值精油的提煉。硅橡膠是一種被廣泛應(yīng)用于回收水中少量有機(jī)物的膜材料，但是目前的改性方法無法有效提高硅橡膠膜對芳香類物質(zhì)的滲透性能。
近日，南京工業(yè)大學(xué)金萬勤教授課題組發(fā)現(xiàn)在硅橡膠中引入剛性基團(tuán)，可在納米尺度和亞納米尺度對聚合物的堆積結(jié)構(gòu)和側(cè)鏈基團(tuán)的運(yùn)動性進(jìn)行有效調(diào)控，實(shí)現(xiàn)芳香類物質(zhì)在聚合物膜中的高效傳輸。
通過寬頻介電技術(shù)分析了硅橡膠不同的馳豫過程并得到聚合物鏈段各部分的動力學(xué)特性。苯基的引入一方面增大了鏈間距，為甲基的運(yùn)動提供了更大的自由度，從而增強(qiáng)了甲基的運(yùn)動性；另一方面使聚合物鏈段堆積的更加松散，纏繞程度下降，更有利于鏈段之間的相互作用。 基于對不同有機(jī)物分子在硅橡膠的傳質(zhì)特性分析，發(fā)現(xiàn)甲基運(yùn)動性增強(qiáng)對傳質(zhì)的作用隨著滲透物分子尺寸的增加而愈發(fā)明顯，擁有高運(yùn)動性甲基和松散鏈段堆積狀態(tài)的聚合物結(jié)構(gòu)更加適合芳香類物質(zhì)的傳輸。 根據(jù)芳香類物質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)對復(fù)合膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行了匹配性設(shè)計，從而大大減少了膜孔冷凝現(xiàn)象對傳質(zhì)的削弱作用。結(jié)合新型的超薄膜制備方法，成功解決了鑄膜液孔滲問題。綜合優(yōu)化后的硅橡膠膜對苯酚/水體系展現(xiàn)出了優(yōu)異的分離性能。此項(xiàng)工作對特定目標(biāo)體系分離膜的設(shè)計提供了新的研究策略。 論文信息： PDMS with Tunable Side Group Mobility and its Highly Permeable Membrane for Removal of Aromatic Compounds Yang Pan,Yanan Guo,Jiangying Liu,Haipeng Zhu,Guining Chen,Quan Liu,Gongping Liu,Wanqin Jin 文章第一作者是南京工業(yè)大學(xué)的博士研究生潘陽，通訊作者是劉公平教授。 Angewandte Chemie International Edition DOI: 10.1002/anie.202111810
