郑州大学化工学院在共轭微孔聚合物膜领域取得新进展

近日，郑州大学化工学院张亚涛教授课题组在共轭微孔聚合物膜领域取得新进展，其研究成果以“Controllable and Rapid Synthesis of Conjugated Microporous Polymer Membranes via Interfacial Polymerization for Ultrafast Molecular Separation”为题的学术论文，发表在材料化学领域权威期刊《Chemistry of Materials》上。郑州大学为第一作者单位，朱军勇博士和张亚涛教授为共同通讯作者，硕士研究生李锴为第一作者。该研究得到了国家自然科学基金和河南省高等学校重点科研项目基础研究计划的资助。

共轭微孔聚合物（CMPs）具有稳定持久的微孔（< 2 nm）结构，在开发具有快速高效的分子/离子传输特性的高性能微孔膜方面具有巨大潜力，但是多数CMP材料的合成条件苛刻（高温、高压）且不易溶解，极大增加了成膜工艺的难度。在此方面，本论文报道了在温和条件下，通过催化扩散控制界面聚合的方式，在多孔聚合物基底上快速、可控合成了厚度约为31 nm的亚胺类CMP连续薄膜。通过合理设计单体结构和控制界面聚合参数，可有效调节共轭微孔聚合物膜的微孔尺寸、活性层厚度、亲疏水性等特征。通过在反应单体中引入羟基，增大空间位阻同时形成氢键，使CMP膜孔径从1.0 nm增加到1.7 nm，进而显著提高膜的渗透性能，同时该类膜对染料小分子混合物和染料/无机盐混合物具有优越的筛分性能。这种催化扩散控制界面聚合的方法有望为连续微孔有机聚合物膜的设计与开发提供有效支撑，在水净化、吸附和气体分离方面具有重要潜力。