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  聚合物微孔膜由于其窄孔徑分布，分離效率高及組件易于規(guī)�；a(chǎn)及應(yīng)用，在油水分離和污水處理領(lǐng)域具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。常用的聚合物微孔膜如聚偏氟乙烯及聚砜中空纖維膜，在處理含油污水時(shí)膜污染嚴(yán)重，導(dǎo)致通量下降，跨膜壓差上升，清洗成本上升。主要是膜表面具有較強(qiáng)的疏水性，膜表面水分子層的穩(wěn)定性較差，水下對(duì)油的親和能力強(qiáng)，導(dǎo)致油污易于吸附污染；此外疏水性的表面易導(dǎo)致蛋白質(zhì)等有機(jī)物的污染以及水體中細(xì)菌微生物的滋生污染。因此，調(diào)控聚合物微孔膜的表面的親疏水性、抗污性、抗菌性具有重要的研究?jī)r(jià)值。 

  近期，中科院寧波材料所劉富研究員課題組提出一種界面交聯(lián)策略可以賦予聚合物微孔膜表面化學(xué)功能化，賦予其水包油乳液分離，抗蛋白污染以及抗菌特性。該方法首先合成含硅烷偶聯(lián)劑的功能化預(yù)聚物，通過(guò)對(duì)微孔膜的微溶脹、吸附、水解、縮合及交聯(lián)反應(yīng)將PVP、POEGMA及PDMAEMA等官能分子固定在膜及膜孔表面，從而實(shí)現(xiàn)其多功能特性，該改性過(guò)程從功能分子的操控路徑上可以看做Top down過(guò)程，如圖一所示（Journal of Membrane Science, 2016,520,769-778），該策略可實(shí)現(xiàn)多種膜材料表面的功能化，特別適用于受污染膜材料和膜組件的親水性、抗菌等功能再生。 

圖一 聚合物微孔膜的界面交聯(lián)(Top down)策略及油水分離、抗污染、抗菌功能化

  聚合物微孔膜常通過(guò)超浸潤(rùn)表面的構(gòu)筑來(lái)實(shí)現(xiàn)油水混合物或者油水乳液的分離，上述工作中已經(jīng)通過(guò)具有微納結(jié)構(gòu)的超親水表面的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了水包油乳液的初步分離，但是上述聚合物基的微納結(jié)構(gòu)由于其內(nèi)在的蠕變特性，易在水體的壓力或者流體剪切作用下蠕變導(dǎo)致微納結(jié)構(gòu)及超浸潤(rùn)特性消失。我們通過(guò)在柔性聚合物微孔膜表面負(fù)載剛性納米粒子，以解決聚合物基微納結(jié)構(gòu)表面易蠕變不穩(wěn)定問(wèn)題。首先通過(guò)基于硅烷偶聯(lián)劑的界面聚合改性TiO2納米粒子，得到親水性TiO2納米粒子，然后通過(guò)相轉(zhuǎn)化及模板法制備具有初級(jí)微納結(jié)構(gòu)表面的聚乳酸微孔膜，膜表面的微納孔及多尺度纖維可以捕捉，限制，并固定親水性TiO2納米粒子，形成剛性微納表面。該超親水聚乳酸微孔膜可實(shí)現(xiàn)水與甲苯、石蠟油、大豆油及潤(rùn)滑油等油水混合物的高效分離，在10次循環(huán)之后對(duì)重油仍具有高的分離效率，且對(duì)BSA和墨水具有良好的截留及抗污染性能。上述結(jié)果表明在傳統(tǒng)聚合物微孔膜表面構(gòu)造剛性納米粒子界面，以提高其表面功能穩(wěn)定性，在理論以及技術(shù)上具有可行性及適用性。上述工作已被Journal of Materials Chemistry A（DOI: 10.1039/c6ta11156d）接受（第一作者為熊竹副研究員和林海波）。因此通過(guò)基于硅烷偶聯(lián)劑的界面聚合可以實(shí)現(xiàn)微孔膜表面的功能化，還可以實(shí)現(xiàn)納米粒子的功能化并進(jìn)一步構(gòu)造剛性穩(wěn)定界面，對(duì)于油水分離、抗污、抗菌等具有重要意義。

圖二 柔性聚乳酸微孔膜的納米剛性界面構(gòu)筑及油水分離 

  上述工作得到了國(guó)家基金委(5161101025, 51603215, 51673209，51473177)及中科院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)（2014258）的大力支持。

  論文鏈接：http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2017/ta/c6ta11156d#!divAbstract