在纳米杂化复合膜中构建具有适宜结构的纳米通道是实现离子/分子选择性分离的有效方法.然而无机纳米材料在膜中分散性差且与高分子之间的相容性差,制约着纳米杂化复合膜的分离效率。目前大多数研究集中于通过无机纳米材料表面修饰的方法在界面处引入弱/强相互作用来优化膜的分离性能. 然而过强/过弱的作用会造成非理想界面通道形态,不利于离子/分子选择性高效分离.本研究受金属离子增强的贻贝黏合现象及原理的启发,将中等强度的儿茶酚一钛螯合作用引入纳米杂化复合膜,构建适宜结构的界面纳米通道•采用单宁酸作为螯合性水相单体、钛酸丁酯作为钛前驱体•一方面,在界面聚合过程中,单宁酸中丰富的儿茶酚基团与钛酸丁酯中的钛发生部分配位,调控钛酸丁酯水解过程,在分离层中形成均匀分散的纳米二氧化钛. 另一方面,聚芳醚中残余的儿茶酚基团可以在水环境中与纳米二氧化钛表面发生蛰合,优化界面纳米通道的结构,实现水和无机盐离子的选择性透过.制备的纳米杂化复合膜对染料/盐分离具有很好的长周期稳定性。本研究有望对于纳米杂化复合膜的可控制备及界面通道结构的调控提供新的方法。
关键词:仿生黏合;鳌合作用;界面通道;纳米杂化膜;染料/盐分离