刺激響應性分離膜是一類可通過“感知“周圍環(huán)境變化（如，pH，光，熱，氧化還原等）來自發(fā)調(diào)控膜的傳質(zhì)性能從而實現(xiàn)對膜通量和選擇性的可逆調(diào)節(jié)的智能分離膜。近年來，該領(lǐng)域發(fā)展迅速。相較于傳統(tǒng)的pH，光，熱，氧化還原等響應性分離膜，利用CO2作為刺激源來構(gòu)筑響應性分離膜具有無可比擬的優(yōu)勢，如刺激源溫和、無膜污染、對膜結(jié)構(gòu)無損害、循環(huán)穩(wěn)定性高等。因此，自CO2響應性分離膜被開發(fā)以來，廣受膜分離領(lǐng)域?qū)W者的關(guān)注。
江南大學膜科學與膜過程團隊董亮亮副教授與加拿大舍布魯克大學趙越教授長期從事CO2響應性聚合物的合成及探索其在膜分離領(lǐng)域的應用的研究，在CO2響應性分離膜的設(shè)計構(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。
近期，應邀在國際著名刊物《材料化學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響應性分離膜的調(diào)控機理為核心，圍繞CO2響應性基元篩選、膜的構(gòu)建策略以及應用領(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展，深入剖析了CO2響應性分離膜現(xiàn)存的挑戰(zhàn)和關(guān)鍵問題，并在此基礎(chǔ)上，指出了CO2響應性分離膜未來的發(fā)展方向和思路。
作者首先從CO2響應性基元篩選出發(fā)，介紹了不同基元結(jié)構(gòu)與CO2響應性間的內(nèi)在聯(lián)系。隨后，詳細闡述了CO2響應性分離膜的構(gòu)筑策略，并對這些策略的特點進行了深入的分析和比較。最后，作者重點總結(jié)了CO2響應性分離膜在膜分離領(lǐng)域的代表性研究工作，并針對現(xiàn)有研究中的不足之處，從CO2響應的定量化、響應速率的可控化、工業(yè)應用的潛在化等角度出發(fā)，提出了CO2響應性分離膜未來研究的思路和攻關(guān)方向。
該研究得到了加拿大自然科學與工程研究基金（NSERC），江蘇省自然科學基金（BK20190603）和教育部重點實驗室開發(fā)課題基金（JDSJ2020-3）等資助。
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