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近日，國(guó)際著名化學(xué)期刊Journal of Materials Chemistry A發(fā)表了天津工業(yè)大學(xué)分離膜與膜過(guò)程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室孟建強(qiáng)教授、研究生曹晶晶等人的論文，題為“Hyperbranched grafting enabling simultaneous enhancement of the boric acid uptake and the adsorption rate of a complexing membrane”（利用超支化接枝制備高容量吸附快的脫硼螯合膜）。  

圖片來(lái)源：膜國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 

近年來(lái)，水體環(huán)境中微量有毒物質(zhì)的不斷檢出和產(chǎn)生的危害引起人們的廣泛關(guān)注。吸附是高效、低成本的微量有害物質(zhì)去除方法之一。吸附容量和吸附速率是衡量高分子吸附劑的重要指標(biāo)。但是，制備兼具高吸附容量和高吸附速率的高分子吸附劑存在很大挑戰(zhàn)，作為一種新興的吸附材料，吸附膜也存在同樣的問(wèn)題。這是因?yàn)�，表面接枝是制備高分子吸附膜的主要手段，增加吸附位點(diǎn)通常需要增加接枝層厚度，而這又往往導(dǎo)致被吸附分子的擴(kuò)散路徑變長(zhǎng)，使微孔膜的對(duì)流傳質(zhì)優(yōu)勢(shì)無(wú)法發(fā)揮出來(lái)。

圖片來(lái)源：膜國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室  

為此，孟建強(qiáng)教授課題組利用在高分子超濾膜表面接枝超支化聚合物的方法優(yōu)化螯合配體的空間分布，制備兼具高吸附容量和高吸附速率的脫硼親和膜。他們選聚丙烯腈超濾膜為基膜，利用水解酰胺化反應(yīng)將超支化聚乙烯亞胺（HPEI）接枝在膜表面，然后用縮水甘油對(duì)HPEI的端氨基進(jìn)行修飾，在膜表面富集大量鄰位羥基結(jié)構(gòu)作為硼酸分子的絡(luò)合配基，利用鄰位羥基結(jié)構(gòu)與硼酸分子的特異性絡(luò)合反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)硼酸的吸附脫除。利用該方法制備的脫硼膜不僅吸附容量遠(yuǎn)高于文獻(xiàn)上的其它脫硼吸附劑，而且吸附平衡時(shí)間縮短了1～2個(gè)數(shù)量級(jí)。值得一提的是，正是由于膜表面的超支化結(jié)構(gòu)，膜的吸附再生效率接近100%。

該研究成果被選為Journal of Materials Chemistry A期刊封面(back cover)（最新的影響因子為8.262）進(jìn)行了報(bào)道，該項(xiàng)研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委和國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃的大力支持。