膜分离技术作为高效节能的共性关键技术受到广泛关注；其中，
薄膜复合（
TFC
）膜基于分离选择层与支撑基底的功能性复合膜结构，在生物能源、生物医药、废水处理等领域发挥着重要作用。然而，传统
TFC
结构中选择层与支撑基底之间常为物理相互作用，存在界面黏附力差、易溶胀而造成剥离等问题，损失膜性能、缩短寿命；
特别是在应对高温、高溶剂浓度或高固含物等极端条件时，层间结构稳定性依然是个挑战。研究团队前期通过层间分子结构设计，制备了超界面稳定的
PDMS/PAN
复合膜（
Materials Horizons
2024,11, 4681-4688
），取得一定的成效；相较而言，
PVDF
因出色的疏水性更适配
PDMS TFC
膜，但其固有的化学惰性对定向化学修饰是个挑战。
近日，北京化工大学
秦培勇教授
/
曹鹏飞教授
/
司志豪副教授
作为通讯作者在
Advanced Functional Materials
期刊上发表了最新论文“
Interlayer Assembly of Thin-Film Composite Membranes with Ultra-Interfacial Adhesion
”。
论文作者
理性设计层间化学键合结构，提出了一种光触发
PDMS/PVDF TFC
层间组装策略，
原位构筑
超界面黏附力和高效分离性能的渗透汽化膜。
该结构
的界面
黏附力
比传统层间物理作用的膜提高了
59%
，是
同类型
TFC
膜的最高水平；以
60 °C
分离
1000 ppm
苯酚为例，分离因子
8.1
和渗透通量
2434 g m
-2
h
-1
优于
同类型
PDMS TFC
膜。
图
1
超界面黏附力
TFC
膜结构设计
图
2
超界面黏附力
TFC
膜材料表征
图
3
界面黏附力性能评价与应力应变模拟
图
4
分离性能评价
图
5
分离稳定性评价与静电势计算
通讯作者简介：
秦培勇
，
北京化工大学教授，博士生导师，长江学者特聘教授，北京市科技新星，巴黎居里工程师学院院长，长期致力于生物能源和膜分离的基础研究与应用开发。在
Angew
.
Chem
.
Int
.
Ed
.
、
Adv
.
Funct
.
Mater
.
、
Appl
.
Catal
.
B: Environ
.
、
Small
、
AIChE J
.
等高水平期刊上发表
SCI
论文
100
余篇，授权发明专利
10
余项。主持国家重点研发计划、国家自然科学基金等；获得国家技术发明二等奖、国家级教学成果奖二等奖、侯德榜化工科技创新奖、中石化联合会科技进步二等奖等。
司志豪
，
北京化工大学副教授，硕士生导师，
Separation and Purification Technology
、
Polymer Science & Technology
和
National Science Open
青年编委。长期从事生物燃料
/
生物基化学品分离用膜的开发与应用研究，主持国家自然科学基金青年基金、中国博士后科学基金等，在
Angew
.
Chem
.
Int
.
Ed
.
、
Adv
.
Funct
.
Mater
.
、
Mater
.
Horiz
.
、
Green Chem
.
、
ACS Appl
.
Mater
.
Interfaces
、
J
.
Membr
.
Sci
.
等期刊发表论文
6
1
篇；授权中国发明专利
6
项；参与出版英文专著
3
章。入选北京市科协青年人才托举工程、北京化工大学
“
博学
”
青年学者；获得北京膜学会杰出青年成果奖、北京化工大学优秀博士后等。
原文链接：
https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202420130
相关进展
北化李培教授/秦培勇教授、北化院刘轶群教授Macromolecules：共聚聚酰亚胺邻位官能团对热氧化交联过程和气体分离性的影响
北化李培教授、秦培勇教授和北化院刘轶群教授团队 Macromolecules：酚酞基共聚聚酰亚胺及其交联和热重排聚合物气体分离膜
北化秦培勇教授团队《J. Clean. Prod.》综述：糠醛渗透汽化分离用膜研究进展
