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近日，華僑大學化工學院2019級碩士研究生鄭大淵在金屬離子“催化”界面聚合反應制備復合納濾膜領域取得新進展，相關研究成果以“Polyamide Composite Membranes for Enhanced OSN Performance by Metal Ions Assisted Interfacial Polymerization Method”為題在線發(fā)表在化工領域權威期刊《AIChE Journal》，實現(xiàn)學院在該期刊上零的突破。

據(jù)了解，《AIChE Journal》是美國化學工程師協(xié)會會刊，是化學工程領域最具有全球學術影響力的期刊。

有機溶劑納濾（OSN）作為一種新型的有機溶劑分離技術，能夠對分子量在200~1000 Da的小分子在室溫下進行有效分離。與傳統(tǒng)高溫蒸餾分離方法相比，OSN技術具有能耗低等優(yōu)點，尤其在濃縮熱敏性溶質方面極具優(yōu)勢。鄭大淵的研究采用過渡金屬離子“催化”界面聚合反應，在多孔聚合物基膜表面合成超薄聚酰胺分離層。首先，在水相聚乙烯亞胺溶液中引入過渡金屬離子，再引入離子液體相中的均苯三甲酰氯單體，兩者在基膜表面發(fā)生界面聚合反應，合成聚酰胺分離層。研究發(fā)現(xiàn)，過渡金屬離子在界面聚合反應過程中充當“負催化劑”，降低了聚乙烯亞胺單體在界面聚合中的擴散速率及反應活性，從而有效降低聚酰胺分離層厚度。OSN性能測試表明，該復合膜對分子量大于500 Da的各種溶質均保持高截留率（>99%），與未添加金屬離子制備的復合膜相比，滲透性能提高了四倍，并表現(xiàn)出優(yōu)異的有機溶劑耐受性和長周期運行穩(wěn)定性。

該研究也進行經(jīng)典分子動力學模擬計算，發(fā)現(xiàn)在聚乙烯亞胺溶液中添加鈷離子后，聚乙烯亞胺單體的擴散系數(shù)顯著降低。研究通過密度泛函理論計算方法模擬了不同過渡金屬離子對聚乙烯亞胺單體的配位作用力，間接證明了不同過渡金屬離子對界面聚合反應速率的影響。

該研究工作得到國家自然科學基金、福建省自然科學基金、廈門市青年創(chuàng)新基金等項目資助。研究以華僑大學為第一署名單位，詹國武教授和花丹副教授為共同通訊作者。

據(jù)悉，近期，詹國武教授團隊在化工三大刊（AIChE Journal，Chemical Engineering Science, Industrial & Engineering Chemistry Research）都發(fā)表了相關研究成果，增強了我?；W科的國際影響力。

論文鏈接：https://doi.org/10.1002/aic.17896