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  表界面工程是實現(xiàn)聚合物分離膜材料結構與性能精準調控的重要手段，對于拓展分離膜材料應用、提升服役性能具有重要意義。過去二十年里，聚合物膜表界面工程領域取得了一系列重要進展。作為這一領域的代表研究團隊，浙江大學徐志康教授帶領的聚合物分離膜及其表界面工程團隊受Macromolecules期刊邀請，系統(tǒng)總結了近年來聚合物膜表面改性技術，分別梳理了多孔膜與薄層復合膜的表界面工程的研究進展，并展望了本領域的未來發(fā)展方向。相關前瞻綜述以“Surface and Interface Engineering of Polymer Membranes: Where We Are and Where to Go”為題發(fā)表在近期出版的Macromolecule期刊上。

  本文首先回顧了傳統(tǒng)的聚合物分離膜改性手段，并介紹了包括貽貝仿生沉積、原子層沉積、點擊化學、液體門控膜等一系列最新膜表面改性技術。隨后，針對多孔膜與薄層復合膜表界面工程的特點與應用需求，分別介紹了兩類膜表界面工程的研究進展。

  多孔膜表界面工程的研究興趣展現(xiàn)出由均勻改性向非對稱改性轉變的特點。其中，Janus膜的興起引發(fā)了大量有關Janus膜制備與應用的研究。其制備方法根據(jù)制備思路的不同，又可分為基于界面的制備策略與基于物理/化學梯度的制備策略；另一方面，不同應用對于Janus膜結構性質的需求也有所差異。

圖1.均勻改性和不對稱改性。（a）聚合物膜的均勻改性；（b）通過形成界面或梯度的策略不對稱改性構建Janus膜。

圖2.薄層復合膜的表面和界面改性。（a）傳統(tǒng)的界面聚合方法；（b）選擇性分離層的表面改性；（c）對基膜改性后實施界面聚合；（d）構建中間層后實施界面聚合。

圖3.薄層復合膜制備過程中的界面調控。（a）傳統(tǒng)的界面聚合體系；（b）使用共溶劑調控有機相的性質；（c）使用離子液體調控酰氯單體的擴散方向；（d）使用水凝膠存儲控釋水相胺類單體；（e）應用氣–液界面合成聚酰胺分離層。

  對于薄膜復合膜，研究興趣則從傳統(tǒng)的表面改性逐漸轉移到界面工程。例如，傳統(tǒng)研究主要關注對分離皮層的改性以提升膜的抗污染性，而最近的研究重點則轉移到了對分離層的形成過程 — 即界面聚合微觀過程的調控上，具體手段包括了對基膜表面性質的調控、構筑中間層以及對油-水界面的調控等。此外，對于非傳統(tǒng)界面(如氣-液、液-固界面等)反應體系的探索也是重要的發(fā)展方向。

  原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.macromol.1c02647

徐志康教授簡介

  徐志康，浙江大學求是特聘教授，浙江省吸附分離材料與技術重點實驗室主任。徐志康教授帶領的聚合物分離膜及表界面工程課題組(SIEPM)在聚合物分離膜及表界面工程領域已發(fā)表超過420篇學術論文，超過70項授權專利。