编委风采丨浙江大学朱宝库教授新型PA纳米 [复制链接]

　　据悉，能用于分离亚纳米尺寸的低/高价离子的膜需要具有极高的分离精度及选择性。目前，常通过在压力驱动的膜中构建设计良好的离子选择性纳米通道来满足这一需求。界面聚合（IP）方法作为一种最成熟、最节能的无缺陷聚酰胺（PA）膜制备技术常被用于构建离子选择性纳米通道。然而，传统的纳米材料由于多分散性、尺寸为几十纳米、与PA基体的界面相容性差以及缺乏足够的可电离基团，故很难构建具有高渗透性和高分离精度的离子选择性纳米通道。

　　为解决这一难题，浙江大学朱宝库教授与丹麦工程技术大学ClausHélix-Nielsen教授通过界面聚合将离子型聚酰胺胺(PAMAM)树状大分子引入PA膜中制备了新型PA膜材料。实现了对亚纳米尺寸离子的高精度、高效率和高稳定性分离。在此，作者还分析了离子筛选/传输机制。该工作以题为“IonicDendrimerBasedPolyamideMembranesforIonSeparation”发表在《ACSNano》上。

图1(a)离子型PAMAM树状大分子的合成示意图。(b)低价/高价离子通过PA膜的筛选/传输机制示意图(未掺入PAMAM树状大分子的PA膜和分别掺入PAMAMG5-NH2、PAMAMG5-TAC和PAMAMG5-PS的PA膜，依次表示为PIP-only、G5NH2/PIP、G5-TAC/PIP和G5-PS/PIP)。

文章亮点：

1、该膜包含内部(分子内空隙)和外部(离子型PAMAM树状大分子和PA基质之间的界面空隙)纳米通道，可用于水分子的快速传输。

2、离子型PAMAM树状大分子的亚-10纳米尺寸及其在PA纳米膜中的梯度分布是成功形成无缺陷的PA纳米膜的关键因素。

图2PA膜的横截面透射电镜表征图

3、离子型PAMAM树状大分子将可电离基团附着在纳米通道的外部，增强了离子筛选/传输过程中的Donnan效应，降低了离子分离性能对孔径变化的敏感性。

4、与当前最先进的膜相比，所得离子型PAMAM树状大分子PA膜具有较高的单盐选择性、高效性、长期稳定性和化学清洗耐受性，可应用于各种实际应用领域，如水净化、医疗保健、能量转换和化学工业。

图3PA纳米膜的正反面形貌的场发射扫描电子显微镜表征图和PA膜结构的示意图。

　　浙江大学高分子科学与工程学系教授，博士生导师。年9月起在浙江大学高分子科学与工程系任教；年晋升教授；年晋升博士生导师，入选浙江省“”计划培养人才；现任高分子科学研究所副所长，“教育部膜与水处理技术工程研究中心”副主任，浙江省膜产业协会副理事长，中国膜工业协会常务理事及医药生物膜专委会主任，医药生物膜技术专业委员会主任，中国仪表功能材料学会常务理事等，《水处理技术》、《膜科学与技术》和《功能材料》编委。

　　主要研究方向为两亲性高分子设计与合成、高分子膜材料设计与制备、锂离子电池隔膜与锂离子电解质、膜法水处理技术等。负责完成/在研“”、“”计划课题/子课题、国家自然科学基金、浙江省科技计划重点项目、企业重大研发课题等20余项，获国家、省级科技进步奖5项；其中，负责研发的聚醚砜及纤维素平板医用膜、PVC中空纤维超滤膜等实现了产业化生产，支持形成生产产值20亿元。在J.Mater.Chem.A、Langmuir、Macromol.RapidCommun.、J.Membr.Sci.、Polymer等国内外期刊发表研究论文余篇（他引次数次以上），H-指数为44，参与编写专著5部，申请/获得发明专利80余项，培养毕业研究生50余人，在读研究生15人，讲授“高分子研究方法导论”、“高分子膜材料”、“功能高分子材料”等研究生与本科生课程。