中科院上海有機(jī)所趙新課題組 ACS AMI：聚酰胺共價(jià)有機(jī)框架膜
2022-08-17 來源：高分子科技
聚酰胺作為一類重要的膜材料，在納濾、反滲透等領(lǐng)域發(fā)揮了重要作用。目前使用的聚酰胺膜基本上是由酰氯與二胺脫水縮聚而成，結(jié)構(gòu)上較為無(wú)序，孔的數(shù)量及尺寸大小難以精準(zhǔn)調(diào)控，影響了聚酰胺膜的傳質(zhì)速率和分離選擇性的進(jìn)一步提高。近日，中國(guó)科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所趙新課題組在ACS Appl. Mater. Interface上發(fā)表了以“Polyamide Covalent Organic Framework Membranes for Molecular Sieving”為題的研究論文，在該工作中，研究人員設(shè)計(jì)制備了一種新型聚酰胺膜（Amide-COF），它的主體是由一種具有有序孔結(jié)構(gòu)的結(jié)晶性多孔聚合物——共價(jià)有機(jī)框架（COF）組成，基元間彼此以酰胺鍵相連。酰胺鍵的形成由該課題組近期開發(fā)的一種亞胺COF氧化轉(zhuǎn)化方法實(shí)現(xiàn)（J. Am. Chem. Soc. 2022, 144, 1138-1143.）。內(nèi)部豐富且高度有序的孔道使得Amide-COF膜表現(xiàn)出高溶劑滲透性和對(duì)有機(jī)染料的高截留率。此外，得益于酰胺單元之間較強(qiáng)的氫鍵相互作用，與具有相同基元但通過亞胺鍵（Imine-COF）和胺鍵（Amine-COF）連接的COF膜相比，Amide-COF膜的優(yōu)勢(shì)還體現(xiàn)在其出色的機(jī)械性能和在苛刻環(huán)境下的分離穩(wěn)定性。因此，結(jié)合了 COF 和聚酰胺兩類材料結(jié)構(gòu)特征與性質(zhì)的聚酰胺COFs有望成為制造高性能分離膜的新型膜材料。
圖1 亞胺、酰胺和胺鍵連接的COF片合成示意圖
圖2 （a）COF 膜在壓力作用下的形變示意圖；（b）COF 膜的負(fù)載（P）-深度（h）曲線；（c）楊氏模量和硬度值的柱狀圖。
原文鏈接：https://doi.org/10.1021/acsami.2c07753
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（責(zé)任編輯：xu）
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