近日，我院2019级硕士生郑大渊在金属离子“催化”界面聚合反应制备复合纳滤膜领域取得了新进展，相关研究成果以“Polyamide Composite Membranes for Enhanced OSN Performance by Metal Ions Assisted Interfacial Polymerization Method”为题在线发表在化工领域权威期刊《AIChE Journal》，也实现了我院在该期刊上零的突破。
有机溶剂纳滤（OSN）作为一种新型的有机溶剂分离技术，能够对分子量在200~1000 Da的小分子在室温下进行有效分离。与传统高温蒸馏分离方法相比，OSN技术具有能耗低等优点，尤其在浓缩热敏性溶质方面极具优势。本研究采用过渡金属离子“催化”界面聚合反应，在多孔聚合物基膜表面合成超薄聚酰胺分离层。首先，在水相聚乙烯亚胺溶液中引入过渡金属离子，再引入离子液体相中的均苯三甲酰氯单体，两者在基膜表面发生界面聚合反应，合成聚酰胺分离层。研究发现，过渡金属离子在界面聚合反应过程中充当“负催化剂”，降低了聚乙烯亚胺单体在界面聚合中的扩散速率及反应活性，从而有效降低聚酰胺分离层厚度。OSN性能测试表明，该复合膜对分子量大于500 Da的各种溶质均保持高截留率（>99%），与未添加金属离子制备的复合膜相比，渗透性能提高了四倍，并表现出优异的有机溶剂耐受性和长周期运行稳定性。
本研究也进行经典分子动力学模拟计算，发现在聚乙烯亚胺溶液中添加钴离子后，聚乙烯亚胺单体的扩散系数显著降低。通过密度泛函理论计算方法模拟了不同过渡金属离子对聚乙烯亚胺单体的配位作用力，间接证明了不同过渡金属离子对界面聚合反应速率的影响。
该工作得到了国家自然科学基金、福建省自然科学基金、厦门市青年创新基金等项目资助。该工作以华侨大学为第一署名单位，詹国武教授和花丹副教授为共同通讯作者。近期，詹国武教授团队在化工三大刊（AIChE Journal，Chemical Engineering Science, Industrial & Engineering Chemistry Research）都发表了相关研究成果，增强了我院化工学科的国际影响力。其中AIChE Journal是美国化学工程师协会会刊，是化学工程领域最具有全球学术影响力的期刊。
论文链接：https://doi.org/10.1002/aic.17896
位置：