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我组在高丁醇透量的超薄硅橡胶膜开发领域取得新进展
发布时间:2025-04-23 18:40    栏目类别:研究新闻

        我组制备出厚度小于10 nm的硅橡胶膜。该膜对1.0 wt.%丁醇水溶液(模拟生物发酵液浓度)的富集浓缩倍数达14倍,液体总渗透量达到110 kg m-2 h-1,性能较现有报道的丁醇富集膜提升1至2个数量级。本工作中,研究团队致力于制备超薄、亲有机硅橡胶膜材料。有别于传统体相溶液交联-刮涂的制膜过程,研究人员首先将线性聚硅氧烷吸附担载于多孔氧化铝载体纳米孔隙内,形成厚度约12微米的支撑液膜,后将其浸没于交联剂溶液中触发界面反应,利用线性聚合物溶解剥落和表面交联固化的竞争性平衡效应,制备出膜层厚度仅为10 nm,且完全限制在载体纳米孔隙中的硅橡胶膜,显著降低扩散传质阻力。与此同时,载体纳米粒子与膜层的相互依附关系塑造了非均质、极粗糙膜表面,大幅提升丁醇在膜表面的钉扎吸附。上述快速扩散-钉扎吸附的协同作用是促进丁醇分子渗透富集的关键。在相同的丁醇浓缩水平和产能条件下,所需膜面积较现有报道减少67%至97%,有望降低分离成本。上述结果发表于发表在《德国应用化学》(Angewandte Chemie International Edition)。

文章链接:https://doi.org/10.1002/anie.202503501


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