刺激響應(yīng)性分離膜是一類可通過(guò)“感知“周?chē)h(huán)境變化（如，pH，光，熱，氧化還原等）來(lái)自發(fā)調(diào)控膜的傳質(zhì)性能從而實(shí)現(xiàn)對(duì)膜通量和選擇性的可逆調(diào)節(jié)的智能分離膜。近年來(lái)，該領(lǐng)域發(fā)展迅速。相較于傳統(tǒng)的pH，光，熱，氧化還原等響應(yīng)性分離膜，利用CO2作為刺激源來(lái)構(gòu)筑響應(yīng)性分離膜具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，如刺激源溫和、無(wú)膜污染、對(duì)膜結(jié)構(gòu)無(wú)損害、循環(huán)穩(wěn)定性高等。因此，自CO2響應(yīng)性分離膜被開(kāi)發(fā)以來(lái)，廣受膜分離領(lǐng)域?qū)W者的關(guān)注。
江南大學(xué)膜科學(xué)與膜過(guò)程團(tuán)隊(duì)董亮亮副教授與加拿大舍布魯克大學(xué)趙越教授長(zhǎng)期從事CO2響應(yīng)性聚合物的合成及探索其在膜分離領(lǐng)域的應(yīng)用的研究，在CO2響應(yīng)性分離膜的設(shè)計(jì)構(gòu)建、性能調(diào)控等方面形成了系統(tǒng)的研究成果和豐富的研究經(jīng)驗(yàn)。
近期，應(yīng)邀在國(guó)際著名刊物《材料化學(xué)A》（Journal of Materials Chemistry A）上以Highlight形式發(fā)表了題為“CO2-switchable membranes: Structures,functions, and separation applications in aqueous medium” 的綜述文章，并被選為內(nèi)封面文章。
該文章以CO2響應(yīng)性分離膜的調(diào)控機(jī)理為核心，圍繞CO2響應(yīng)性基元篩選、膜的構(gòu)建策略以及應(yīng)用領(lǐng)域等方面，系統(tǒng)地介紹了該類新型分離膜在水體系中的最新研究進(jìn)展，深入剖析了CO2響應(yīng)性分離膜現(xiàn)存的挑戰(zhàn)和關(guān)鍵問(wèn)題，并在此基礎(chǔ)上，指出了CO2響應(yīng)性分離膜未來(lái)的發(fā)展方向和思路。
作者首先從CO2響應(yīng)性基元篩選出發(fā)，介紹了不同基元結(jié)構(gòu)與CO2響應(yīng)性間的內(nèi)在聯(lián)系。隨后，詳細(xì)闡述了CO2響應(yīng)性分離膜的構(gòu)筑策略，并對(duì)這些策略的特點(diǎn)進(jìn)行了深入的分析和比較。最后，作者重點(diǎn)總結(jié)了CO2響應(yīng)性分離膜在膜分離領(lǐng)域的代表性研究工作，并針對(duì)現(xiàn)有研究中的不足之處，從CO2響應(yīng)的定量化、響應(yīng)速率的可控化、工業(yè)應(yīng)用的潛在化等角度出發(fā)，提出了CO2響應(yīng)性分離膜未來(lái)研究的思路和攻關(guān)方向。
該研究得到了加拿大自然科學(xué)與工程研究基金（NSERC），江蘇省自然科學(xué)基金（BK20190603）和教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)課題基金（JDSJ2020-3）等資助。
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